JP2022025429A - Method for using composition comprising carboxylic acid ester, lithography composition comprising carboxylic acid ester, and method for manufacturing resist pattern - Google Patents

Method for using composition comprising carboxylic acid ester, lithography composition comprising carboxylic acid ester, and method for manufacturing resist pattern Download PDF

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Abstract

To provide a method to reduce standing waves in a lithography process.SOLUTION: The present invention discloses a method for using a composition comprising a carboxylic acid ester (A) having a specific structure to reduce standing waves in a lithography process.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、リソグラフィ工程において定在波を低減させるためのカルボン酸エステルを含んでなる組成物を使用する方法に関する。また、本発明は、カルボン酸エステルを含んでなるリソグラフィ組成物、ならびにそれを用いたレジストパターンおよびデバイスの製造方法に関する。 The present invention relates to a method of using a composition comprising a carboxylic acid ester to reduce standing waves in a lithography process. The present invention also relates to a lithography composition containing a carboxylic acid ester, and a method for producing a resist pattern and a device using the lithography composition.

近年、LSIの高集積化のニーズが高まっており、パターンの微細化が求められている。このようなニーズに対応するために、短波長の、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、極端紫外線(EUV;13nm)、X線、電子線等を用いるリソグラフィープロセスが実用化されつつある。このようなレジストパターンの微細化に対応するべく、微細加工の際にレジストとして用いられる感光性樹脂組成物にも高解像性のものが要求されている。短波長の光で露光することでより微細なパターンを形成することができるが、高い寸法精度が求められる。
例えば、レジスト組成物自体に特定の酸発生剤を含ませることで、レジスト表面の微細な凹凸を抑制させる検討も存在する(特許文献1)。
In recent years, there is an increasing need for high integration of LSI, and miniaturization of patterns is required. In order to meet such needs, a lithography process using a short wavelength KrF excimer laser (248 nm), ArF excimer laser (193 nm), extreme ultraviolet (EUV; 13 nm), X-rays, electron beams, etc. has been put into practical use. It is going on. In order to cope with such miniaturization of the resist pattern, a photosensitive resin composition used as a resist in the microfabrication is also required to have high resolution. A finer pattern can be formed by exposing with light of a short wavelength, but high dimensional accuracy is required.
For example, there is also a study of suppressing fine irregularities on the resist surface by including a specific acid generator in the resist composition itself (Patent Document 1).

リソグラフィ工程では、レジストを露光し、現像することによって、レジストパターンを形成する。露光時に、レジストへの入射光と、基板や空気界面からの反射光とが、多重干渉して、定在波が発生する現象が知られている。定在波の発生は、パターン寸法精度を低下させる。定在波を低減させるために、レジストの上層および/または下層に反射防止膜を形成する試みが存在する。 In the lithography process, a resist pattern is formed by exposing and developing the resist. It is known that at the time of exposure, the incident light on the resist and the reflected light from the substrate or the air interface interfere with each other to generate a standing wave. The generation of standing waves reduces the pattern dimensional accuracy. There are attempts to form antireflection films on the upper and / or lower layers of the resist to reduce standing waves.

特開平11-125907号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-12507

図1は定在波の影響を受けた場合のネガ型レジストパターンの断面形状を模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a cross-sectional shape of a negative resist pattern when affected by a standing wave. 図2は、定在波の影響を受けなかった場合のネガ型レジストパターンの断面系状の模式図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional system of a negative resist pattern when it is not affected by a standing wave.

発明者は、微細加工を行うケミカルプロセスにおいて酸の動きを制御することに着目した。例えば、リソグラフィプロセスにおいて基板上に反射防止膜を形成し、その上にレジスト膜を形成して露光しても、定在波が残ることがあり、さらなる手法が求められる。また、下層反射防止膜は、レジストパターン形成後に、その除去が必要となるため、プロセス上使用できなかったり、別の手段を講じる必要が生じることがある。
発明者はいまだ改良が求められる1または複数の課題が存在すると考えた。それらは例えば以下が挙げられる;リソグラフィ工程において定在波を低減する;レジストパターンにおける定在波を低減する;レジストパターン幅の不均一さを抑える;レジストパターンのパターン倒れを抑制する;良い形状のレジストパターンを得る;感度がよいレジスト膜を得る;解像度がよいレジスト膜を得る;より微細なパターンを得る;ケミカルプロセスにおいて酸の動きを制御する;ケミカルプロセスにおいて酸の移動速度を抑制する;リソグラフィ工程の歩留まりを向上させる。
The inventor focused on controlling the movement of acids in the chemical process of microfabrication. For example, even if an antireflection film is formed on a substrate in a lithography process and a resist film is formed on the substrate for exposure, standing waves may remain, and a further method is required. Further, since the lower antireflection film needs to be removed after the resist pattern is formed, it may not be usable in the process or it may be necessary to take another measure.
The inventor considered that there were still one or more issues that needed improvement. They include, for example; reduce the standing wave in the lithography process; reduce the standing wave in the resist pattern; suppress the non-uniformity of the resist pattern width; suppress the pattern collapse of the resist pattern; good shape. Obtain a resist pattern; Obtain a resist film with good sensitivity; Obtain a resist film with good resolution; Obtain a finer pattern; Control the movement of acid in the chemical process; Suppress the movement rate of acid in the chemical process; Lithography Improve process yield.

本発明は、リソグラフィ工程において定在波を低減させるために、カルボン酸エステル(A)を含んでなる組成物を使用する方法を提供するものである。
ここで、カルボン酸エステル(A)は式(a)で表され、

Figure 2022025429000002
はC1-10アルキル、または-OR’であり、
は-OR’であり、
’およびR’はそれぞれ独立にC1-20炭化水素であり、
およびRはそれぞれ独立にHまたはC1-10アルキルであり、
とRもしくはR、またはRとRもしくはRが結合し、飽和または不飽和の炭化水素環を形成してもよく、
n1は1または2である:
ただし、n1=1のとき、RまたはR’、およびR’のうちの少なくとも一方がC3-20炭化水素である。 The present invention provides a method of using a composition comprising a carboxylic acid ester (A) in order to reduce standing waves in a lithography process.
Here, the carboxylic acid ester (A) is represented by the formula (a).
Figure 2022025429000002
R 1 is C 1-10 alkyl, or -OR 1 ',
R 2 is -OR 2'and
R 1'and R 2'are independent C 1-20 hydrocarbons , respectively.
R 3 and R 4 are independently H or C 1-10 alkyl, respectively.
R 1 and R 3 or R 4 or R 2 and R 3 or R 4 may combine to form a saturated or unsaturated hydrocarbon ring.
n1 is 1 or 2:
However, when n1 = 1, at least one of R 1 or R 1'and R 2'is a C 3-20 hydrocarbon.

本発明によるリソグラフィ組成物は、
カルボン酸エステル(A)および溶媒(B)を含んでなる。
ここで、カルボン酸エステル(A)は式(a)で表され、

Figure 2022025429000003
はC1-10アルキル、または-OR’であり、
は-OR’であり、
’およびR’はそれぞれ独立にC1-20炭化水素であり、
およびRはそれぞれ独立にHまたはC1-10アルキルであり、
とRもしくはR、またはRとRもしくはRが結合し、飽和または不飽和の炭化水素環を形成してもよく、
n1は1または2である:
ただし、n1=1のとき、RまたはR’、およびR’のうちの少なくとも一方がC3-20炭化水素である。 The lithographic composition according to the present invention is
It comprises a carboxylic acid ester (A) and a solvent (B).
Here, the carboxylic acid ester (A) is represented by the formula (a).
Figure 2022025429000003
R 1 is C 1-10 alkyl, or -OR 1 ',
R 2 is -OR 2'and
R 1'and R 2'are independent C 1-20 hydrocarbons , respectively.
R 3 and R 4 are independently H or C 1-10 alkyl, respectively.
R 1 and R 3 or R 4 or R 2 and R 3 or R 4 may combine to form a saturated or unsaturated hydrocarbon ring.
n1 is 1 or 2:
However, when n1 = 1, at least one of R 1 or R 1'and R 2'is a C 3-20 hydrocarbon.

本発明による膜の製造方法は、下記工程を含んでなる。
(1)基板の上方に上記のリソグラフィ組成物を適用し;
(2)減圧および又は加熱によりリソグラフィ組成物から膜を形成する。
The method for producing a film according to the present invention includes the following steps.
(1) The above lithography composition is applied above the substrate;
(2) A film is formed from the lithography composition by reducing pressure and / or heating.

本発明によると、以下の1または複数の効果を望むことが可能である。
発明者はいまだ改良が求められる1または複数の課題が存在すると考えた。それらは例えば以下が挙げられる;リソグラフィ工程において定在波を低減する;レジストパターンにおける定在波を低減する;レジストパターン幅の不均一さを抑える;レジストパターンのパターン倒れを抑制する;良い形状のレジストパターンを得る;感度がよいレジスト膜を得る;解像度がよいレジスト膜を得る;より微細なパターンを得る;ケミカルプロセスにおいて酸の動きを制御する;ケミカルプロセスにおいて酸の移動速度を抑制する;リソグラフィ工程の歩留まりを向上させる。
According to the present invention, one or more of the following effects can be desired.
The inventor considered that there were still one or more issues that needed improvement. They include, for example; reduce the standing wave in the lithography process; reduce the standing wave in the resist pattern; suppress the non-uniformity of the resist pattern width; suppress the pattern collapse of the resist pattern; good shape. Obtain a resist pattern; Obtain a resist film with good sensitivity; Obtain a resist film with good resolution; Obtain a finer pattern; Control the movement of acid in the chemical process; Suppress the movement rate of acid in the chemical process; Lithography Improve process yield.

本発明の実施の形態について詳細に説明すると以下の通りである。 The embodiments of the present invention will be described in detail as follows.

定義
本明細書において、特に限定されて言及されない限り、本パラグラフに記載の定義や例に従う。
単数形は複数形を含み、「1つの」や「その」は「少なくとも1つ」を意味する。ある概念の要素は複数種によって発現されることが可能であり、その量(例えば質量%やモル%)が記載された場合、その量はそれら複数種の和を意味する。
「および/または」は、要素の全ての組み合わせを含み、また単体での使用も含む。
「~」または「-」を用いて数値範囲を示した場合、これらは両方の端点を含み、単位は共通する。例えば、5~25モル%は、5モル%以上25モル%以下を意味する。
「Cx-y」、「C~C」および「C」などの記載は、分子または置換基中の炭素の数を意味する。例えば、C1-6アルキルは、1以上6以下の炭素を有するアルキル鎖(メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル等)を意味する。
ポリマーが複数種類の繰り返し単位を有する場合、これらの繰り返し単位は共重合する。これら共重合は、交互共重合、ランダム共重合、ブロック共重合、グラフト共重合、またはこれらの混在のいずれであってもよい。ポリマーや樹脂を構造式で示す際、括弧に併記されるnやm等は繰り返し数を示す。
温度の単位は摂氏(Celsius)を使用する。例えば、20度とは摂氏20度を意味する。
添加剤は、その機能を有する化合物そのものをいう(例えば、塩基発生剤であれば、塩基を発生させる化合物そのもの)。その化合物が、溶媒に溶解または分散されて、組成物に添加される態様もあり得る。本発明の一形態として、このような溶媒は溶媒(B)またはその他の成分として本発明にかかる組成物に含有されることが好ましい。
Definitions The definitions and examples provided in this paragraph are followed, unless otherwise specified herein.
The singular includes the plural, and "one" and "that" mean "at least one." An element of a concept can be expressed by a plurality of species, and when the amount (eg, mass% or mol%) is described, the amount means the sum of the plurality of species.
"And / or" includes all combinations of elements and also includes single use.
When the numerical range is indicated by using "-" or "-", these include both endpoints and the unit is common. For example, 5 to 25 mol% means 5 mol% or more and 25 mol% or less.
Descriptions such as "C x-y ", "C x -C y " and "C x " mean the number of carbons in the molecule or substituent. For example, C 1-6 alkyl means an alkyl chain having 1 or more and 6 or less carbons (methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, etc.).
If the polymer has multiple repeating units, these repeating units will copolymerize. These copolymers may be any of alternating copolymerization, random copolymerization, block copolymerization, graft copolymerization, or a mixture thereof. When a polymer or resin is indicated by a structural formula, n, m, etc., which are also written in parentheses, indicate the number of repetitions.
The unit of temperature is Celsius. For example, 20 degrees means 20 degrees Celsius.
The additive refers to the compound itself having the function (for example, in the case of a base generator, the compound itself that generates a base). It is also possible that the compound is dissolved or dispersed in a solvent and added to the composition. As one embodiment of the present invention, such a solvent is preferably contained in the composition according to the present invention as the solvent (B) or other components.

<カルボン酸エステルを含んでなる組成物を使用する方法>
本発明は、リソグラフィ工程において定在波を低減させるために、カルボン酸エステル(A)を含んでなる組成物(以下、「本発明に用いられる組成物」ということがある)を使用する方法に関するものである。
好ましくは、本発明に用いられる組成物は、基板の上方に適用され、膜を形成するために使用される。本発明によると、定在波を低減できるので、本発明に用いられる組成物の下層に、下層反射防止膜が形成されていなくてもよい。したがって、下層反射防止膜を形成せずに、本発明に用いられる組成物を適用することも、本発明の好適な一形態である。なお、下層反射防止膜が形成されている場合に、さらなる定在波低減効果を発揮できるので、下層反射防止膜が形成されている場合でも、本発明を用いることができる。本発明の使用方法の組成物は、好適には後述のリソグラフィ組成物である。
<Method of using a composition containing a carboxylic acid ester>
The present invention relates to a method of using a composition containing a carboxylic acid ester (A) (hereinafter, may be referred to as "composition used in the present invention") in order to reduce standing waves in a lithography process. It is a thing.
Preferably, the composition used in the present invention is applied above the substrate and used to form a film. According to the present invention, since the standing wave can be reduced, the lower layer antireflection film may not be formed on the lower layer of the composition used in the present invention. Therefore, it is also a preferred embodiment of the present invention to apply the composition used in the present invention without forming the lower antireflection film. Since the effect of further reducing standing waves can be further exerted when the lower layer antireflection film is formed, the present invention can be used even when the lower layer antireflection film is formed. The composition of the method of use of the present invention is preferably a lithography composition described later.

カルボン酸エステル(A)
カルボン酸エステル(A)(以下、(A)成分ということがある。後述する(B)以降についても同様である)は、式(a)で表される。

Figure 2022025429000004
ここで、
はC1-10アルキル、または-OR’であり;好適にはC1-10アルキルであり;より好適にはC1-5アルキルである。前記C1-5アルキルは、好適にはメチル、エチル、イソプロピル、n-ブチルまたはt-ブチルであり;より好適にはメチルまたはt-ブチルであり;さらに好適にはメチルである。n1=2である場合、Rは-OR’であることが好適である。
は-OR’である。
’およびR’はそれぞれ独立にC1-20炭化水素である。
’は、好適にはC1-5アルキルであり;より好適にはメチルまたはエチルであり;さらに好適にはメチルである。
’は、好適にはC3-20炭化水素であり;より好適にはC3-20アルキル、C6-20アリールまたはC6-20アリールアルキルであり;さらに好適にはイソプロピル、sec-ブチル、t-ブチル、n-ブチル、n-へプチルまたはベンジルであり;よりさらに好適には、イソプロピル、t-ブチルまたはベンジルである。
理論に拘束されないが、-OR’において、酸素に隣接する隣接する炭素は第三級炭素原子であることが好ましい。これは、第三級炭素原子は脱離しやすく、酸の移動速度を下げることに貢献すると考えられる。
別の態様として、n1=2のとき、R’は好適にはC1-5アルキルであり;より好適にはメチルまたはエチルであり;さらに好適にはメチルである。
およびRはそれぞれ独立にHまたはC1-10アルキルであり;好適にはHまたはC1-5アルキルであり;より好適にはH、メチルまたはt-ブチルであり;さらに好適には共にHである。n1=2のとき、Rは1つのカルボン酸エステル(A)に二度出現するが、これら2つのRは互いに同じでも異なっていても良く;同じであることが好適である。Rも同様である。
とRもしくはR、またはRとRもしくはRが結合し、飽和または不飽和の炭化水素環を形成してもよい。n1=2のとき、n1が付記された(CR-C(=O)-)が二回繰り返され、RとRは二度出現するが、この場合、前記結合は近い方の基と結合することが好適である。例えば、2つのRのうち、Rに近い方のRがRと結合することが好ましい。RとRまたはRが結合しないことが、本発明の好適な態様である。RとRまたはRが結合しないことが本発明の好適な態様である。
n1は1または2であり;好適にはn1=1である。本発明の別の態様として、n1=2も好適である。
n1=1のとき、RまたはR’、およびR’のうちの少なくとも一方がC3-20炭化水素であり;好適にはR’がC3-20炭化水素である。 Carboxylic acid ester (A)
The carboxylic acid ester (A) (hereinafter, may be referred to as a component (A); the same applies to the following (B) described later) is represented by the formula (a).
Figure 2022025429000004
here,
R 1 is C 1-10 alkyl, or −OR 1 ′; preferably C 1-10 alkyl; more preferably C 1-5 alkyl. The C 1-5 alkyl is preferably methyl, ethyl, isopropyl, n-butyl or t-butyl; more preferably methyl or t-butyl; more preferably methyl. When n1 = 2, it is preferable that R 1 is −OR 1 ′.
R 2 is −OR 2 '.
R 1'and R 2'are independent C 1-20 hydrocarbons , respectively.
R 1'is preferably C 1-5 alkyl ; more preferably methyl or ethyl; even more preferably methyl.
R2'is preferably a C 3-20 hydrocarbon; more preferably C 3-20 alkyl, C 6-20 aryl or C 6-20 aryl alkyl; more preferably isopropyl, sec-. Butyl, t-butyl, n-butyl, n-heptyl or benzyl; more preferably isopropyl, t-butyl or benzyl.
Without being bound by theory, in -OR 2 ', the adjacent carbon adjacent to oxygen is preferably a tertiary carbon atom. It is considered that this is because the tertiary carbon atom is easily desorbed and contributes to lowering the transfer rate of the acid.
In another embodiment, when n1 = 2 , R2'is preferably C 1-5 alkyl; more preferably methyl or ethyl; even more preferably methyl.
R 3 and R 4 are independently H or C 1-10 alkyl, respectively; preferably H or C 1-5 alkyl; more preferably H, methyl or t-butyl; more preferably. Both are H. When n1 = 2, R 3 appears twice in one carboxylic acid ester (A), but these two R 3s may be the same or different from each other; preferably the same. The same applies to R4 .
R 1 and R 3 or R 4 or R 2 and R 3 or R 4 may combine to form a saturated or unsaturated hydrocarbon ring. When n1 = 2, (CR 3 R 4 -C (= O)-) with n1 added is repeated twice, and R 3 and R 4 appear twice, but in this case, the bond is closer. It is preferable to bond with the group of. For example, of the two R3s , the one closer to R1 is preferably bound to R1. It is a preferred embodiment of the present invention that R 1 and R 3 or R 4 do not bind. It is a preferred embodiment of the present invention that R 2 and R 3 or R 4 do not bind.
n1 is 1 or 2; preferably n1 = 1. As another aspect of the present invention, n1 = 2 is also suitable.
When n1 = 1, at least one of R 1 or R 1'and R 2'is a C 3-20 hydrocarbon; preferably R 2'is a C 3-20 hydrocarbon.

好ましくは、カルボン酸エステル(A)は、式(a1)で表される。

Figure 2022025429000005
ここで、
11はC1-5アルキルであり;好ましくはメチルである。
12はC3-20炭化水素であり;好ましくはC3-7アルキルであり;より好ましくはイソプロピル、sec-ブチル、t-ブチル、n-ブチルまたはn-へプチルであり;さらに好ましくはイソプロピルまたはt-ブチルであり;よりさらに好ましくはt-ブチルである。R12において酸素に隣接する炭素は第三級炭素原子であることが好ましい。
13およびR14はそれぞれ独立にHまたはC1-5アルキルであり;好ましくはともにHである。 Preferably, the carboxylic acid ester (A) is represented by the formula (a1).
Figure 2022025429000005
here,
R 11 is C 1-5 alkyl; preferably methyl.
R 12 is a C 3-20 hydrocarbon; preferably C 3-7 alkyl; more preferably isopropyl, sec-butyl, t-butyl, n-butyl or n-heptyl; even more preferably isopropyl. Or t-butyl; even more preferably t-butyl. In R 12 , the carbon adjacent to oxygen is preferably a tertiary carbon atom.
R 13 and R 14 are independently H or C 1-5 alkyl, respectively; preferably both are H.

本発明を限定する意図はないが、カルボン酸エステル(A)の具体例として以下が挙げられる。式(a)でn1=1の場合、または式(a1)で表されるカルボン酸エステル(A)が該当する。

Figure 2022025429000006
Although there is no intention of limiting the present invention, specific examples of the carboxylic acid ester (A) include the following. When n1 = 1 in the formula (a), or the carboxylic acid ester (A) represented by the formula (a1) is applicable.
Figure 2022025429000006

本発明の一形態として、カルボン酸エステル(A)は、式(a2)で表される。

Figure 2022025429000007
ここで、
21およびR22はC1-5アルキル、好ましくはメチルまたはエチルであり、
23、R24、R25、およびR26はそれぞれ独立にHまたはC1-5アルキル、好ましくはHであり、より好ましくは全てがHである。 As one embodiment of the present invention, the carboxylic acid ester (A) is represented by the formula (a2).
Figure 2022025429000007
here,
R 21 and R 22 are C 1-5 alkyl, preferably methyl or ethyl, and
R 23 , R 24 , R 25 , and R 26 are independently H or C 1-5 alkyl, preferably H, and more preferably all H.

本発明を限定する意図はないが、カルボン酸エステル(A)の具体例として以下が挙げられる。式(a)でn1=2の場合、または式(a2)で表されるカルボン酸エステル(A)が該当する。

Figure 2022025429000008
Although there is no intention of limiting the present invention, specific examples of the carboxylic acid ester (A) include the following. When n1 = 2 in the formula (a), or the carboxylic acid ester (A) represented by the formula (a2) is applicable.
Figure 2022025429000008

下記化合物は本発明のカルボン酸エステル(A)の一例である。下記化合物は式(a)で表すことができる。例えば、n1=2、R=Cアルキル(n-プロピル)、R’=t-ブチル、2つのRは共にH、Rに近いRはメチルであり、Rに近いR=H、Rに近いRとRが結合し飽和の炭化水素環(シクロヘキシル)を形成していると読むことができる。

Figure 2022025429000009
The following compound is an example of the carboxylic acid ester (A) of the present invention. The following compound can be represented by the formula (a). For example, n1 = 2, R 1 = C 3 alkyl (n-propyl), R 2 '= t-butyl, both R 3 are H, R 4 close to R 1 is methyl, and R close to R 2 . It can be read that 4 = H, R 4 close to R 1 and R 1 are combined to form a saturated hydrocarbon ring (cyclohexyl).
Figure 2022025429000009

理論には拘束されないが、本発明に用いられる組成物がカルボン酸エステル(A)を含むことで、定在波の低減ができるのは、リソグラフィ工程中に組成物中に生じる物質(例えば酸発生剤(D)から生じる酸)の移動速度を抑制することに貢献することによるものと考えられる。 Although not bound by theory, the inclusion of the carboxylic acid ester (A) in the composition used in the present invention can reduce standing waves by producing substances (eg, acid generation) in the composition during the lithography process. It is considered that this is due to contributing to suppressing the moving speed of the acid) generated from the agent (D).

溶媒(B)
本発明に用いられる組成物は、好ましくは溶媒(B)を含んでなる。好ましい溶媒(B)は、以降のリソグラフィ組成物に記載するものと同じである。
溶媒(B)を基準としてカルボン酸エステル(A)の含有量は、好ましくは1.0~200質量%であり;より好ましくは2~150質量%であり;さらに好ましくは2.5~120質量%であり;よりさらに好ましくは2.5~50質量%である。
Solvent (B)
The composition used in the present invention preferably contains the solvent (B). The preferred solvent (B) is the same as that described in the subsequent lithography compositions.
The content of the carboxylic acid ester (A) with respect to the solvent (B) is preferably 1.0 to 200% by mass; more preferably 2 to 150% by mass; still more preferably 2.5 to 120% by mass. %; More preferably 2.5 to 50% by mass.

膜化成分(C)
本発明に用いられる組成物は、好ましくは膜化成分(C)を含んでなる。好ましい膜化成分(C)は、以降のリソグラフィ組成物に記載するものと同じである。
膜化成分(C)を基準としてカルボン酸エステル(A)含有量は好ましくは10~3,000質量%であり;より好ましくは20~2,000質量%であり;さらに好ましくは30~1000質量%であり;よりさらに好ましくは60~900質量%である。
Membrane component (C)
The composition used in the present invention preferably contains a film forming component (C). The preferred film-forming component (C) is the same as that described in the subsequent lithography compositions.
The carboxylic acid ester (A) content is preferably 10 to 3,000% by mass, more preferably 20 to 2,000% by mass, and even more preferably 30 to 1000% by mass, based on the filming component (C). %; More preferably 60-900% by mass.

<リソグラフィ組成物>
本発明によるリソグラフィ組成物は、式(a)で表されるカルボン酸エステル(A)および溶媒(B)を含んでなる。
本発明において、リソグラフィ組成物とは、フォトリソグラフィプロセスで用いられる組成物のことをいい、例えば、洗浄、膜形成用途が用いられ、具体的には、レジスト組成物、平坦化膜、下層反射防止膜形成組成物、上層反射防止膜形成組成物、リンス液、レジストリムーバー等が挙げられる。リソグラフィ組成物はプロセスを経た後で、除去されても除去されなくても良く;好適には除去される。リソグラフィ組成物から形成される物は、最終的なデバイスに残らなくても残っても良く;好適には残らない。
本発明によるリソグラフィ組成物は、リソグラフィ膜形成組成物であり、より好ましくはレジスト組成物である。ポジ型でもネガ型でも使用できるが、好ましくはネガ型レジスト組成物である。
また、本発明によるリソグラフィ組成物は、化学増幅型レジスト組成物であることが好ましく、より好ましくは化学増幅型ネガ型レジスト組成物であり、この場合、(A)成分および(B)成分の他に、後述するポリマー、酸発生剤および架橋剤を含んでなることが好ましい。
<Lithography composition>
The lithography composition according to the present invention comprises a carboxylic acid ester (A) represented by the formula (a) and a solvent (B).
In the present invention, the lithography composition refers to a composition used in a photolithography process, for example, for cleaning and film forming applications, specifically, a resist composition, a flattening film, and an antireflection coating on a lower layer. Examples thereof include a film-forming composition, an upper-layer antireflection film-forming composition, a rinsing solution, and a resist mover. The lithographic composition may or may not be removed after the process; it is preferably removed. The material formed from the lithography composition may or may not remain in the final device; it does not preferably remain.
The lithography composition according to the present invention is a lithography film forming composition, more preferably a resist composition. A positive type or a negative type can be used, but a negative type resist composition is preferable.
Further, the lithography composition according to the present invention is preferably a chemically amplified resist composition, more preferably a chemically amplified negative resist composition, and in this case, in addition to the components (A) and (B). Preferably contains a polymer, an acid generator and a cross-linking agent described later.

カルボン酸エステル(A)
本発明のリソグラフィ組成物に用いられるカルボン酸エステル(A)は、上記に記載のとおりであり、好ましい形態も上記と同じである。
カルボン酸エステル(A)の含有量は、溶媒(B)を基準として、好ましくは1.0~200質量%であり;より好ましくは2~150質量%であり;さらに好ましくは2.5~120質量%であり;よりさらに好ましくは2.5~50質量%である。
Carboxylic acid ester (A)
The carboxylic acid ester (A) used in the lithography composition of the present invention is as described above, and the preferred form is the same as described above.
The content of the carboxylic acid ester (A) is preferably 1.0 to 200% by mass; more preferably 2 to 150% by mass; still more preferably 2.5 to 120% by mass based on the solvent (B). It is% by mass; more preferably 2.5 to 50% by mass.

溶媒(B)
本発明に用いられる溶媒(B)は、配合される各成分を溶解することができるものであれば特に限定されない。ここで、溶媒(B)には、上記のカルボン酸エステル(A)に該当するものは含まれないものとする。
溶媒(B)は、好ましくは有機溶媒(B1)を含んでなる。溶媒(B)が、溶媒(B1)のみからなることも好適な一態様である。有機溶媒(B1)は、好ましくは、炭化水素溶媒、エーテル溶媒、エステル溶媒、アルコール溶媒、ケトン溶媒、またはこれらのいずれの混合物を含んでなる。
溶媒の具体例としては、例えば、水、n-ペンタン、i-ペンタン、n-ヘキサン、i-ヘキサン、n-ヘプタン、i-ヘプタン、2,2,4-トリメチルペンタン、n-オクタン、i-オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン、メチルエチルベンゼン、n-プロピルベンセン、i-プロピルベンセン、ジエチルベンゼン、i-ブチルベンゼン、トリエチルベンゼン、ジ-i-プロピルベンセン、n-アミルナフタレン、トリメチルベンゼン、メタノール、エタノール、n-プロパノール、i-プロパノール、n-ブタノール、i-ブタノール、sec-ブタノール、t-ブタノール、n-ペンタノール、i-ペンタノール、2-メチルブタノール、sec-ペンタノール、t-ペンタノール、3-メトキシブタノール、n-ヘキサノール、2-メチルペンタノール、sec-ヘキサノール、2-エチルブタノール、sec-ヘプタノール、ヘプタノール-3、n-オクタノール、2-エチルヘキサノール、sec-オクタノール、n-ノニルアルコール、2,6-ジメチルヘプタノール-4、n-デカノール、sec-ウンデシルアルコール、トリメチルノニルアルコール、sec-テトラデシルアルコール、sec-ヘプタデシルアルコール、フェノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、3,3,5-トリメチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、フェニルメチルカルビノール、ジアセトンアルコール、クレゾール、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-ブチレングリコール、ペンタンジオール-2,4、2-メチルペンタンジオール-2,4、ヘキサンジオール-2,5、ヘプタンジオール-2,4、2-エチルヘキサンジオール-1,3、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、グリセリン、アセトン、メチルエチルケトン、メチル-n-プロピルケトン、メチル-n-ブチルケトン、ジエチルケトン、メチル-i-ブチルケトン、メチル-n-ペンチルケトン、エチル-n-ブチルケトン、メチル-n-ヘキシルケトン、ジ-i-ブチルケトン、トリメチルノナノン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチルシクロヘキサノン、2,4-ペンタンジオン、アセトニルアセトン、ジアセトンアルコール、アセトフェノン、フェンチョン、エチルエーテル、i-プロピルエーテル、n-ブチルエーテル(ジ-n-ブチルエーテル、DBE)、n-ヘキシルエーテル、2-エチルヘキシルエーテル、エチレンオキシド、1,2-プロピレンオキシド、ジオキソラン、4-メチルジオキソラン、ジオキサン、ジメチルジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、エチレングリコールモノ-n-ヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノ-2-エチルブチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコールジ-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコールモノ-n-ヘキシルエーテル、エトキシトリグリコール、テトラエチレングリコールジ-n-ブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、ジエチルカーボネート、酢酸メチル、酢酸エチル、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、酢酸n-プロピル、酢酸i-プロピル、酢酸-n-ブチル(ノルマルブチルアセテート、nBA)、酢酸i-ブチル、酢酸sec-ブチル、酢酸n-ペンチル、酢酸sec-ペンチル、酢酸3-メトキシブチル、酢酸メチルペンチル、酢酸2-エチルブチル、酢酸2-エチルヘキシル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸n-ノニル、酢酸エチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸エチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノエチルエーテル、酢酸ジエチレングリコールモノ-n-ブチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノエチルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノプロピルエーテル、酢酸プロピレングリコールモノブチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、酢酸ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジ酢酸グリコール、酢酸メトキシトリグリコール、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n-ブチル、プロピオン酸i-アミル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジ-n-ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、γ-ブチロラクトン、乳酸n-ブチル、乳酸n-アミル、マロン酸ジエチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、プロピレングリコール1-モノメチルエーテル2-アセタート(PGMEA)、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、N-メチルホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジエチルホルムアミド、アセトアミド、N-メチルアセトアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルプロピオンアミド、N-メチルピロリドン、硫化ジメチル、硫化ジエチル、チオフェン、テトラヒドロチオフェン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、および1,3-プロパンスルトンが挙げられる。これらの溶媒は、単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。
溶媒(B)として、好ましくは、PGME、PGMEA、EL、nBA、DBEまたはこれらのいずれかの混合物、より好ましくは、PGME、EL、nBA、DBEまたはこれらのいずれかの混合物である。溶媒(B)としてPGME、PGMEAまたはこれらの混合物も、本発明の他の一形態として好適である。
Solvent (B)
The solvent (B) used in the present invention is not particularly limited as long as it can dissolve each component to be blended. Here, it is assumed that the solvent (B) does not contain the solvent corresponding to the above-mentioned carboxylic acid ester (A).
The solvent (B) preferably contains an organic solvent (B1). It is also a preferable aspect that the solvent (B) is composed of only the solvent (B1). The organic solvent (B1) preferably contains a hydrocarbon solvent, an ether solvent, an ester solvent, an alcohol solvent, a ketone solvent, or a mixture thereof.
Specific examples of the solvent include, for example, water, n-pentane, i-pentane, n-hexane, i-hexane, n-heptane, i-heptane, 2,2,4-trimethylpentane, n-octane, i-. Octane, cyclohexane, methylcyclohexane, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, trimethylbenzene, methylethylbenzene, n-propylbensen, i-propylbensen, diethylbenzene, i-butylbenzene, triethylbenzene, di-i-propylbensen, n- Amilnaphthalene, trimethylbenzene, methanol, ethanol, n-propanol, i-propanol, n-butanol, i-butanol, sec-butanol, t-butanol, n-pentanol, i-pentanol, 2-methylbutanol, sec -Pentanol, t-pentanol, 3-methoxybutanol, n-hexanol, 2-methylpentanol, sec-hexanol, 2-ethylbutanol, sec-heptanol, heptonol-3, n-octanol, 2-ethylhexanol, sec-octanol, n-nonyl alcohol, 2,6-dimethylheptanol-4, n-decanol, sec-undecyl alcohol, trimethylnonyl alcohol, sec-tetradecyl alcohol, sec-heptadecyl alcohol, phenol, cyclohexanol, Methylcyclohexanol, 3,3,5-trimethylcyclohexanol, benzyl alcohol, phenylmethylcarbinol, diacetone alcohol, cresol, ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butylene glycol, pentanediol-2,4,2- Methylpentanediol-2,4, hexanediol-2,5, heptanediol-2,4,2-ethylhexanediol-1,3, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol, glycerin, acetone, Methyl ethyl ketone, methyl-n-propyl ketone, methyl-n-butyl ketone, diethyl ketone, methyl-i-butyl ketone, methyl-n-pentyl ketone, ethyl-n-butyl ketone, methyl-n-hexyl ketone, di-i-butyl ketone, Trimethylnonanone, cyclohexanone, cyclopentanone, methylcyclohexanone, 2,4-pentandione, acetonylacetone, diacetone alcohol, aceto Phenone, fenchon, ethyl ether, i-propyl ether, n-butyl ether (di-n-butyl ether, DBE), n-hexyl ether, 2-ethylhexyl ether, ethylene oxide, 1,2-propylene oxide, dioxolane, 4-methyl Dioxorane, dioxane, dimethyldioxane, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, ethylene glycol mono-n-hexyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol mono- 2-Ethylbutyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, diethylene glycol di-n-butyl ether, diethylene glycol mono-n-hexyl ether, ethoxytriglycol, tetra. Ethylene glycol di-n-butyl ether, propylene glycol monomethyl ether (PGME), propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol mono Propyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, tetrahydrofuran, 2-methyl tetrahydrofuran, diethyl carbonate, methyl acetate, ethyl acetate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, n-propyl acetate, i-propyl acetate, Acetate-n-butyl (normal butyl acetate, nBA), i-butyl acetate, sec-butyl acetate, n-pentyl acetate, sec-pentyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, methylpentyl acetate, 2-ethylbutyl acetate, 2 acetate -Ethylhexyl, benzyl acetate, cyclohexyl acetate, methylcyclohexyl acetate, n-nonyl acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl acetate-n- Butyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl acetate ether, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monoethyl ether acetate, glycol diacetate, methoxytri acetate Glycol, ethyl propionate, n-butyl propionate, i-amyl propionate, diethyl oxalate, di-n-butyl oxalate, methyl lactate, ethyl lactate (EL), γ-butyrolactone, n-butyl lactate, n lactate -Amil, diethyl malonate, dimethyl phthalate, diethyl phthalate, propylene glycol 1-monomethyl ether 2-acetate (PGMEA), propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, N-methylformamide, N, N -Dimethylformamide, N, N-diethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpropionamide, N-methylpyrrolidone, dimethyl sulfide, diethyl sulfide, thiophene, tetrahydrothiophene, dimethylsulfoxide, Sulfolane and 1,3-propanesulton can be mentioned. These solvents can be used alone or in admixture of two or more.
The solvent (B) is preferably PGME, PGMEA, EL, nBA, DBE or a mixture thereof, and more preferably PGME, EL, nBA, DBE or a mixture thereof. PGME, PGMEA or a mixture thereof as the solvent (B) is also suitable as another form of the present invention.

他の層や膜との関係で、溶媒(B)が水を実体的に含まないことも一態様である。例えば、溶媒(B)全体に占める水の量が、好ましくは0.1質量%以下であり、より好ましくは0.01質量%以下であり、さらに好ましくは0.001質量%以下である。溶媒(B)が水を含まない(0質量%)ことも好適な一形態である。 It is also one aspect that the solvent (B) does not substantially contain water in relation to other layers or films. For example, the amount of water in the entire solvent (B) is preferably 0.1% by mass or less, more preferably 0.01% by mass or less, and further preferably 0.001% by mass or less. It is also a preferable form that the solvent (B) does not contain water (0% by mass).

溶媒(B)の含有量は、リソグラフィ組成物を基準として、好ましくは10~98質量%であり;より好ましくは20~98質量%であり;さらに好ましくは30~97質量%であり;よりさらに好ましくは40~95質量%である。 The content of the solvent (B) is preferably 10 to 98% by mass; more preferably 20 to 98% by mass; still more preferably 30 to 97% by mass; still more, based on the lithography composition. It is preferably 40 to 95% by mass.

カルボン酸エステル(A)、溶媒(B)の、沸点をそれぞれbp、bpとし、25℃1気圧における飽和蒸気圧をそれぞれvpc、vpcとすると、
bp>bp、かつvpc<vpcを満たすことが好ましい。
Assuming that the boiling points of the carboxylic acid ester (A) and the solvent (B) are bp A and bp B , respectively, and the saturated vapor pressures at 25 ° C. and 1 atm are vpc A and vpc B , respectively.
It is preferable that bp A > bp B and vpc A <vpc B are satisfied.

膜化成分(C)
本発明によるリソグラフィ組成物は、好ましくは膜化成分(C)を含んでなる。本発明において、膜化成分(C)とは、形成される膜の少なくとも一部を構成する成分のことをいう。形成される膜が膜化成分(C)のみで構成される必要はない。例えば膜化成分(C)と後述の架橋剤(E)が結合して膜を形成していてもよい。好適な態様として膜化成分(C)は形成される膜の大部分を構成し、例えば膜において体積当たり60%以上を構成する(より好適には70%以上;さらに好適には80%以上;よりさらに好適には90%以上)。
Membrane component (C)
The lithography composition according to the present invention preferably contains a film forming component (C). In the present invention, the film-forming component (C) refers to a component constituting at least a part of the formed film. The film to be formed does not have to be composed only of the film forming component (C). For example, the film-forming component (C) and the cross-linking agent (E) described later may be combined to form a film. In a preferred embodiment, the film-forming component (C) constitutes most of the film to be formed, for example 60% or more per volume in the film (more preferably 70% or more; more preferably 80% or more; More preferably 90% or more).

膜化成分(C)は、好ましくはポリマー(C1)を含んでなる。本発明の好適な一態様は、膜化成分(C)がポリマー(C1)であることである。
ポリマー(C1)としては、例えばノボラック誘導体、フェノール誘導体、ポリスチレン誘導体、ポリアクリル酸誘導体、ポリマレイン酸誘導体、ポリカーボネート誘導体、ポリビニルアルコール誘導体、ポリメタクリル酸誘導体、およびこれらの組合せの共重合体が挙げられる。
The film-forming component (C) preferably contains a polymer (C1). A preferred embodiment of the present invention is that the film-forming component (C) is a polymer (C1).
Examples of the polymer (C1) include novolak derivatives, phenol derivatives, polystyrene derivatives, polyacrylic acid derivatives, polymaleic acid derivatives, polycarbonate derivatives, polyvinyl alcohol derivatives, polymethacrylic acid derivatives, and copolymers of combinations thereof.

本発明によるリソグラフィ組成物が、レジスト組成物である場合に、ポリマー(C1)が露光等により、アルカリ現像液への溶解性が変化するレジスト組成物として一般に用いられるポリマーであることが好ましい。
本発明によるリソグラフィ組成物が、化学増幅型ポジ型レジスト組成物である場合、ポリマー(C1)は、酸と反応して現像液に対する溶解度が増加するものであることが好ましい。このようなポリマーは、例えば保護基によって保護された酸基を有しており、外部から酸を添加されると、その保護基が脱離して、現像液に対する溶解度が増加するものである。
本発明によるリソグラフィ組成物が、化学増幅型ネガ型レジスト組成物である場合、ポリマー(C1)は、露光により発生した酸を触媒として、例えば、架橋剤により、ポリマー間を架橋させ、現像液に対する溶解度が低下するものであることが好ましい。
このようなポリマーは、リソグラフィ法において一般的に用いられるものから任意に選択することができる。このようなポリマーのうち、下記式(c1)、(c2)および(c3)で表される繰り返し単位を少なくとも1つ有するものが好ましい。本発明によるリソグラフィ組成物が、化学増幅型ネガ型レジスト組成物である場合、ポリマー(C1)が式(c1)で表される繰り返し単位を少なくとも有することが好ましい。
When the lithography composition according to the present invention is a resist composition, it is preferable that the polymer (C1) is a polymer generally used as a resist composition whose solubility in an alkaline developer changes due to exposure or the like.
When the lithography composition according to the present invention is a chemically amplified positive resist composition, it is preferable that the polymer (C1) reacts with an acid to increase its solubility in a developing solution. Such a polymer has, for example, an acid group protected by a protecting group, and when an acid is added from the outside, the protecting group is removed and the solubility in a developing solution is increased.
When the lithography composition according to the present invention is a chemically amplified negative resist composition, the polymer (C1) is cross-linked between the polymers using an acid generated by exposure as a catalyst, for example, with a cross-linking agent, with respect to the developing solution. It is preferable that the solubility is reduced.
Such a polymer can be arbitrarily selected from those commonly used in lithography methods. Among such polymers, those having at least one repeating unit represented by the following formulas (c1), (c2) and (c3) are preferable. When the lithography composition according to the present invention is a chemically amplified negative resist composition, it is preferable that the polymer (C1) has at least a repeating unit represented by the formula (c1).

式(c1)で表される繰り返し単位は、以下である。

Figure 2022025429000010
ここで、
c1は、H、C1-5アルキル、C1-5アルコキシ、または-COOHであり、好ましくはHまたはメチルであり、より好ましくはHであり、
c2は、C1-5アルキル(これは、-CH-が-O-によって置きかえられていてもよい)であり、好ましくは、メチル、エチルまたはメトキシであり、より好ましくはメチルであり、
m1は、0~4の数であり、好ましくは0であり、かつ
m2は、1~2の数であり、好ましくは1であり、m1+m2≦5である。 The repeating unit represented by the formula (c1) is as follows.
Figure 2022025429000010
here,
R c1 is H, C 1-5 alkyl, C 1-5 alkoxy, or —COOH, preferably H or methyl, and more preferably H.
R c2 is C 1-5 alkyl, which may be replaced by —O—, preferably methyl, ethyl or methoxy, more preferably methyl.
m1 is a number of 0 to 4, preferably 0, and m2 is a number of 1 to 2, preferably 1, m1 + m2 ≦ 5.

式(c1)の具体例は以下である。

Figure 2022025429000011
Specific examples of the formula (c1) are as follows.
Figure 2022025429000011

式(c2)で表される構成単位は以下である。

Figure 2022025429000012
ここで、
c3は、H、C1-5アルキル、C1-5アルコキシ、または-COOHであり、好ましくは水素、またはメチルであり、より好ましくは水素である。
c4は、C1-5アルキルまたはC1-5アルコキシ(ここで、アルキル、アルコキシに含まれる-CH-が-O-によって置き換えられていてもよい)であり、より好ましくはC1-5アルコキシ(ここで、アルコキシに含まれる-CH-が-O-によって置き換えられていてもよい)であり、このとき、m3は1であることが好ましい。この態様におけるRc4として、メトキシ、t-ブチルオキシ、および-O-CH(CH)-O-CHCHが挙げられる。
m3は、0~5の数であり、好ましくは0、1、2、3、4または5であり、より好ましくは0または1である。m3が0であることも好適な一態様である。 The structural unit represented by the formula (c2) is as follows.
Figure 2022025429000012
here,
R c3 is H, C 1-5 alkyl, C 1-5 alkoxy, or —COOH, preferably hydrogen, or methyl, and more preferably hydrogen.
R c4 is C 1-5 alkyl or C 1-5 alkoxy (where-CH 2- contained in alkyl, alkoxy may be replaced by -O-), more preferably C 1- . 5 Alkoxy (here, —CH 2 − contained in alkoxy may be replaced by —O—), where m3 is preferably 1. Examples of R c4 in this embodiment include methoxy, t-butyloxy, and -O-CH (CH 3 ) -O-CH 2 CH 3 .
m3 is a number from 0 to 5, preferably 0, 1, 2, 3, 4 or 5, and more preferably 0 or 1. It is also a preferable aspect that m3 is 0.

式(c2)の具体例は以下である。

Figure 2022025429000013
Specific examples of the formula (c2) are as follows.
Figure 2022025429000013

式(c3)で表される構成単位は以下である。

Figure 2022025429000014
ここで、
c5は、H、C1-5アルキル、C1-5アルコキシ、または-COOHであり、より好ましくはH、メチル、エチル、メトキシ、または-COOHであり、さらに好ましくは水素またはメチルであり、さらにより好ましくはHである。
c6は、C1-15アルキルまたはC1-5アルキルエーテルであり、Rc6は環構造を有していてもよく、好ましくはメチル、イソプロピル、t-ブチル、シクロペンチル、メチルシクロペンチル、エチルシクロペンチル、メチルシクロヘキシル、エチルシクロヘキシル、メチルアダマンチルまたはエチルアダマンチルであり、より好ましくはt-ブチル、エチルシクロペンチル、エチルシクロヘキシル、またはエチルアダマンチルであり、さらに好ましくはt-ブチルである。 The structural unit represented by the formula (c3) is as follows.
Figure 2022025429000014
here,
R c5 is H, C 1-5 alkyl, C 1-5 alkoxy, or —COOH, more preferably H, methyl, ethyl, methoxy, or —COOH, still more preferably hydrogen or methyl. Even more preferably, it is H.
R c6 is a C 1-15 alkyl or C 1-5 alkyl ether, and R c6 may have a ring structure, preferably methyl, isopropyl, t-butyl, cyclopentyl, methylcyclopentyl, ethylcyclopentyl, Methylcyclohexyl, ethylcyclohexyl, methyladamantyl or ethyladamantyl, more preferably t-butyl, ethylcyclopentyl, ethylcyclohexyl, or ethyladamantyl, still more preferably t-butyl.

式(c3)の具体例は以下である。

Figure 2022025429000015
Specific examples of the formula (c3) are as follows.
Figure 2022025429000015

これらの構成単位は、目的に応じて適切に配合されるので、それらの配合比は特に限定されないが、アルカリ現像液対する溶解度が適当になるように配合されるのが好ましい。
これらのポリマーは2種類以上を組合せて用いることもできる。
Since these constituent units are appropriately blended according to the purpose, their blending ratio is not particularly limited, but it is preferably blended so that the solubility in the alkaline developer is appropriate.
These polymers can also be used in combination of two or more.

ポリマー(C1)の質量平均分子量(以下、Mwということがある)は、好ましくは500~100,000であり;より好ましくは1,000~50,000であり;さらに好ましくは3,000~20,000であり;よりさらに好ましくは4,000~20,000である。
本発明において、Mwはゲル浸透クロマトグラフィー(gel permeation chromatography、GPC)にて測定することが可能である。同測定では、GPCカラムを摂氏40度、溶出溶媒テトラヒドロフランを0.6mL/分、単分散ポリスチレンを標準として用いることが好適な1例である。
The mass average molecular weight (hereinafter sometimes referred to as Mw) of the polymer (C1) is preferably 500 to 100,000; more preferably 1,000 to 50,000; still more preferably 3,000 to 20. It is 000; more preferably 4,000 to 20,000.
In the present invention, Mw can be measured by gel permeation chromatography (GPC). In the same measurement, it is a preferable example to use a GPC column at 40 degrees Celsius, an elution solvent tetrahydrofuran at 0.6 mL / min, and monodisperse polystyrene as a standard.

膜化成分(C)を基準として、カルボン酸エステル(A)の含有量は、好ましくは10~3,000質量%であり;より好ましくは20~2,000質量%であり;さらに好ましくは30~1,000質量%であり;よりさらに好ましくは60~900質量%である。
膜化成分(C)の含有量は、リソグラフィ組成物を基準として、好ましくは2~40質量%であり;より好ましくは2~30質量%であり;さらに好ましくは3~25質量%であり;よりさらに好ましくは3~20質量%である。
Based on the film-forming component (C), the content of the carboxylic acid ester (A) is preferably 10 to 3,000% by mass; more preferably 20 to 2,000% by mass; still more preferably 30. It is ~ 1,000% by mass; more preferably 60 to 900% by mass.
The content of the film-forming component (C) is preferably 2 to 40% by mass, more preferably 2 to 30% by mass, and even more preferably 3 to 25% by mass, based on the lithography composition. Even more preferably, it is 3 to 20% by mass.

ポリマー(C1)中の全ての繰り返し単位数を基準として、式(c1)、(c2)および(c3)で表される繰り返し単位の比率をそれぞれnc1、nc2およびnc3とすると、以下であることが本発明の好適な態様の一つである。
c1=0~100%;より好適には30~100%;さらに好適には50~100%;よりさらに好適には60~100%。
c2=0~100%;より好適には0~70%;さらに好適には0~50%;よりさらに好適には0~40%。
c3=0~50%;より好適には0~40%;さらに好適には0~30%;よりさらに好適には0~20%。式(c3)で表される繰り返し単位を含まない(nc3=0)態様も本発明の別の好適な一態様である。
Assuming that the ratios of the repeating units represented by the formulas (c1), (c2) and (c3) are n c1 , n c2 and n c3 , respectively, based on the total number of repeating units in the polymer (C1), the following Is one of the preferred embodiments of the present invention.
n c1 = 0-100%; more preferably 30-100%; more preferably 50-100%; even more preferably 60-100%.
n c2 = 0 to 100%; more preferably 0 to 70%; even more preferably 0 to 50%; even more preferably 0 to 40%.
n c3 = 0 to 50%; more preferably 0 to 40%; even more preferably 0 to 30%; even more preferably 0 to 20%. Another preferred embodiment of the present invention is an embodiment (n c3 = 0) that does not include the repeating unit represented by the formula (c3).

酸発生剤(D)
本発明によるリソグラフィ組成物は、酸発生剤(D)を含んでいてもよい。本発明において、酸発生剤とは、酸発生機能を有する化合物そのものをいう。酸発生剤には、例えば、露光によって酸を発生させる光酸発生剤(PAG)と加熱によって酸を発生させる熱酸発生剤(TAG)が挙げられる。本発明によるリソグラフィ組成物が化学増幅型レジスト組成物である場合に、光酸発生剤を含むことが好ましい。
Acid generator (D)
The lithography composition according to the present invention may contain an acid generator (D). In the present invention, the acid generator refers to the compound itself having an acid generating function. Examples of the acid generator include a photoacid generator (PAG) that generates an acid by exposure and a thermal acid generator (TAG) that generates an acid by heating. When the lithography composition according to the present invention is a chemically amplified resist composition, it is preferable to include a photoacid generator.

光酸発生剤としては、例えば、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニルジアゾメタン、およびN-スルホニルオキシイミド酸発生剤が挙げられる。代表的な酸発生剤を以下に示すが、これらは単独でまたは2種以上を混合して使用することができる。 Examples of the photoacid generator include sulfonium salts, iodonium salts, sulfonyldiazomethanes, and N-sulfonyloxyimide acid generators. Typical acid generators are shown below, which can be used alone or in admixture of two or more.

スルホニウム塩は、カルボン酸塩、スルホン酸塩またはイミドを含むアニオンと、スルホニウムカチオンの塩である。代表的なスルホニウムカチオンとしては、トリフェニルスルホニウム、(4-メチルフェニル)ジフェニルスルホニウム、(4-メトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、トリス(4-メトキシフェニル)スルホニウム、(4-tert-ブチルフェニル)ジフェニルスルホニウム、(4-tert-ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、ビス(4-tert-ブトキシフェニル)フェニルスルホニウム、トリス(4-tert-ブチルフェニル)スルホニウム、トリス(4-tert-ブトキシフェニル)スルホニウム、トリス(4-メチルフェニル)スルホニウム、(4-メトキシ-3,5-ジメチルフェニル)ジメチルスルホニウム、(3-tert-ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、ビス(3-tert-ブトキシフェニル)フェニルスルホニウム、トリス(3-tert-ブトキシフェニル)スルホニウム、(3,4-ジ-tert-ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、ビス(3,4-ジ-tert-ブトキシフェニル)フェニルスルホニウム、トリス(3,4-ジ-tert-ブトキシフェニル)スルホニウム、(4-フェノキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、(4-シクロヘキシルフェニル)ジフェニルスルホニウム、ビス(p-フェニレン)ビス(ジフェニルスルホニウム)、ジフェニル(4-チオフェノキシフェニル)スルホニウム、ジフェニル(4-チオフェニルフェニル)スルホニウム、ジフェニル(8-チオフェニルビフェニル)スルホニウム、(4 -tert-ブトキシカルボニルメチルオキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、トリス(4 -tert-ブトキシカルボニルメチルオキシフェニル)スルホニウム、(4-tert-ブトキシフェニル)ビス(4-ジメチルアミノフェニル)スルホニウム、トリス(4-ジメチルアミノフェニル)スルホニウム、2-ナフチルジフェニルスルホニウム、ジメチル(2-ナフチル)スルホニウム、4-ヒドロキシフェニルジメチルスルホニウム、4-メトキシフェニルジメチルスルホニウム、トリメチルスルホニウム、2-オキソシクロヘキシルシクロヘキシルメチルスルホニウム、トリナフチルスルホニウム、およびトリベンジルスルホニウムが挙げられる。代表的なスルホン酸塩としては、トリフルオロメタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート、ヘプタデカフルオロオクタンスルホネート、2,2,2-トリフルオロエタンスルホネート、ペンタフルオロベンゼンスルホネート、4-(トリフルオロメチル)ベンゼンスルホネート、4-フルオロベンゼンスルホネート、トルエンスルホネート、ベンゼンスルホネート、4-(4-トルエンスルホニルオキシ)ベンゼンスルホネート、ナフタレンスルホネート、カンファースルホネート、オクタンスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、ブタンスルホネート、およびメタンスルホネートが挙げられる。代表的なイミドとしては、ビス(パーフルオロメタンスルホニル)イミド、ビス(パーフルオロエタンスルホニル)イミド、ビス(パーフルオロブタンスルホニル)イミド、ビス(パーフルオロブタンスルホニルオキシ)イミド、ビス[パーフルオロ(2-エトキシエタン)スルホニル]イミド、およびN,N-ヘキサフルオロプロパン-1,3-ジスルホニルイミドが挙げられる。代表的なその他のアニオンとしては、3-オキソ-3H-1,2-ベンゾチアゾール-2-イド、1,1-ジオキシド、トリス[(トリフルオロメチル)スルホニル]メタンイドおよびトリス[(パーフルオロブチル)スルホニル]メタンイドが挙げられる。フルオロカーボンを含有するアニオンが好ましい。前述の例の組合せに基づくスルホニウム塩が含まれる。 Sulfonium salts are salts of sulfonium cations with anions containing carboxylates, sulfonates or imides. Typical sulfonium cations include triphenylsulfonium, (4-methylphenyl) diphenylsulfonium, (4-methoxyphenyl) diphenylsulfonium, tris (4-methoxyphenyl) sulfonium, (4-tert-butylphenyl) diphenylsulfonium, (4-tert-Butoxyphenyl) diphenyl sulfonium, bis (4-tert-butoxyphenyl) phenyl sulfonium, tris (4-tert-butyl phenyl) sulfonium, tris (4-tert-butoxyphenyl) sulfonium, tris (4-methyl) Phenyl) Sulfonium, (4-methoxy-3,5-dimethylphenyl) dimethylsulfonium, (3-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, bis (3-tert-butoxyphenyl) phenylsulfonium, tris (3-tert-butoxyphenyl) ) Sulfonium, (3,4-di-tert-butoxyphenyl) diphenylsulfonium, bis (3,4-di-tert-butoxyphenyl) phenylsulfonium, tris (3,4-di-tert-butoxyphenyl) sulfonium, ( 4-Phenoxyphenyl) Diphenyl Sulfonium, (4-Cyclohexylphenyl) Diphenyl Sulfonium, Bis (p-Phenylene) Bis (Diphenyl Sulfonium), Diphenyl (4-thiophenoxyphenyl) Sulfonium, Diphenyl (4-thiophenylphenyl) Sulfonium, Diphenyl (8-thiophenylbiphenyl) sulfonium, (4-tert-butoxycarbonylmethyloxyphenyl) diphenylsulfonium, tris (4-tert-butoxycarbonylmethyloxyphenyl) sulfonium, (4-tert-butoxyphenyl) bis (4-dimethyl) Aminophenyl) Sulfonium, Tris (4-dimethylaminophenyl) Sulfonium, 2-naphthyldiphenylsulfonium, dimethyl (2-naphthyl) sulfonium, 4-hydroxyphenyldimethylsulfonium, 4-methoxyphenyldimethylsulfonium, trimethylsulfonium, 2-oxocyclohexyl Included are cyclohexylmethyl sulfonium, trinaphthyl sulfonium, and tribenzyl sulfonium. Typical sulfonates include trifluoromethanesulfonate, nonafluorobutanesulfonate, heptadecafluorooctanesulfonate, 2,2,2-trifluoroethanesulfonate, pentafluorobenzenesulfonate, 4- (trifluoromethyl) benzenesulfonate, Included are 4-fluorobenzene sulfonate, toluene sulfonate, benzene sulfonate, 4- (4-toluene sulfonyloxy) benzene sulfonate, naphthalene sulfonate, camphor sulfonate, octane sulfonate, dodecylbenzene sulfonate, butane sulfonate, and methane sulfonate. Typical imides include bis (perfluoromethanesulfonyl) imide, bis (perfluoroethanesulfonyl) imide, bis (perfluorobutanesulfonyl) imide, bis (perfluorobutanesulfonyloxy) imide, and bis [perfluoro (2). -Ethoxyethane) sulfonyl] imide, and N, N-hexafluoropropane-1,3-disulfonylimide. Typical other anions include 3-oxo-3H-1,2-benzothiazole-2-id, 1,1-dioxide, tris [(trifluoromethyl) sulfonyl] methanide and tris [(perfluorobutyl). Sulfonyl] methaneid can be mentioned. Fluorocarbon-containing anions are preferred. Includes sulfonium salts based on the combination of the above examples.

ヨードニウム塩は、スルホン酸塩およびイミドを含むアニオンと、ヨードニウムカチオンの塩である。代表的なヨードニウムカチオンとしては、ジフェニルヨードニウム、ビス(4-tert-ブチルフェニル)ヨードニウム、ビス(4-tert-ペンチルフェニル)ヨードニウム、4-tert-ブトキシフェニルフェニルヨードニウム、および4-メトキシフェニルフェニルヨードニウム等のアリールヨードニウムカチオンが挙げられる。代表的なスルホン酸塩としては、トリフルオロメタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート、ヘプタデカフルオロオクタンスルホネート、2,2,2-トリフルオロエタンスルホネート、ペンタフルオロベンゼンスルホネート、4-(トリフルオロメチル)ベンゼンスルホネート、4-フルオロベンゼンスルホネート、トルエンスルホネート、ベンゼンスルホネート、4-(4-トルエンスルホニルオキシ)ベンゼンスルホネート、ナフタレンスルホネート、カンファースルホネート、オクタンスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、ブタンスルホネート、およびメタンスルホネートが挙げられる。代表的なイミドとしては、ビス(パーフルオロメタンスルホニル)イミド、ビス(パーフルオロエタンスルホニル)イミド、ビス(パーフルオロブタンスルホニル)イミド、ビス(パーフルオロブタンスルホニルオキシ)イミド、ビス[パーフルオロ(2-エトキシエタン)スルホニル]イミド、およびN,N-ヘキサフルオロプロパン-1,3-ジスルホニルイミドが挙げられる。代表的なその他のアニオンとしては、3-オキソ-3H-1,2-ベンゾチアゾール-2-イド、1,1-ジオキシド、トリス[(トリフルオロメチル)スルホニル]メタンイドおよびトリス[(パーフルオロブチル)スルホニル]メタンイドが挙げられる。フルオロカーボンを含有するアニオンが好ましい。前述の例の組合せに基づくヨードニウム塩が含まれる。 The iodonium salt is a salt of an anion containing a sulfonate and an imide and an iodonium cation. Typical iodonium cations include diphenyliodonium, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium, bis (4-tert-pentylphenyl) iodonium, 4-tert-butoxyphenylphenyliodonium, 4-methoxyphenylphenyliodonium and the like. Aryliodonium cations can be mentioned. Typical sulfonates include trifluoromethanesulfonate, nonafluorobutanesulfonate, heptadecafluorooctanesulfonate, 2,2,2-trifluoroethanesulfonate, pentafluorobenzenesulfonate, 4- (trifluoromethyl) benzenesulfonate, Included are 4-fluorobenzene sulfonate, toluene sulfonate, benzene sulfonate, 4- (4-toluene sulfonyloxy) benzene sulfonate, naphthalene sulfonate, camphor sulfonate, octane sulfonate, dodecylbenzene sulfonate, butane sulfonate, and methane sulfonate. Typical imides include bis (perfluoromethanesulfonyl) imide, bis (perfluoroethanesulfonyl) imide, bis (perfluorobutanesulfonyl) imide, bis (perfluorobutanesulfonyloxy) imide, and bis [perfluoro (2). -Ethoxyethane) sulfonyl] imide, and N, N-hexafluoropropane-1,3-disulfonylimide. Typical other anions include 3-oxo-3H-1,2-benzothiazole-2-id, 1,1-dioxide, tris [(trifluoromethyl) sulfonyl] methanide and tris [(perfluorobutyl). Sulfonyl] methaneid can be mentioned. Fluorocarbon-containing anions are preferred. Includes iodonium salts based on the combination of the above examples.

代表的なスルホニルジアゾメタン化合物としては、ビス(エチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(1-メチルプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2-メチルプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(1,1-ジメチルエチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(パーフルオロイソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4-メチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2,4-ジメチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2-ナフチルスルホニル)ジアゾメタン、4-メチルフェニルスルホニルベンゾイルジアゾメタン、tert-ブチルカルボニル-4-メチルフェニルスルホニルジアゾメタン、2-ナフチルスルホニルベンゾイルジアゾメタン、4-メチルフェニルスルホニル-2-ナフトイルジアゾメタン、メチルスルホニルベンゾイルジアゾメタン、およびtert-ブトキシカルボニル-4-メチルフェニルスルホニルジアゾメタン等のビススルホニルジアゾメタン化合物およびスルホニルカルボニルジアゾメタン化合物が挙げられる。 Typical sulfonyl diazomethane compounds include bis (ethylsulfonyl) diazomethane, bis (1-methylpropylsulfonyl) diazomethane, bis (2-methylpropylsulfonyl) diazomethane, bis (1,1-dimethylethylsulfonyl) diazomethane, and bis ( Cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (perfluoroisopropylsulfonyl) diazomethane, bis (phenylsulfonyl) diazomethane, bis (4-methylphenylsulfonyl) diazomethane, bis (2,4-dimethylphenylsulfonyl) diazomethane, bis (2-naphthylsulfonyl) Diazomethane, 4-methylphenylsulfonylbenzoyldiazomethane, tert-butylcarbonyl-4-methylphenylsulfonyldiazomethane, 2-naphthylsulfonylbenzoyldiazomethane, 4-methylphenylsulfonyl-2-naphthoyldiazomethane, methylsulfonylbenzoyldiazomethane, and tert-butoxy Examples thereof include bissulfonyldiazomethane compounds such as carbonyl-4-methylphenylsulfonyldiazomethane and sulfonylcarbonyldiazomethane compounds.

N-スルホニルオキシイミド光酸発生剤としては、イミド骨格とスルホン酸との組合せが挙げられる。代表的なイミド骨格としては、コハク酸イミド、ナフタレンジカルボン酸イミド、フタルイミド、シクロヘキシルジカルボン酸イミド、5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸イミド、および7-オキサビシクロ[2.2.1]-5-ヘプテン-2,3-ジカルボン酸イミドが挙げられる。代表的なスルホン酸塩としては、トリフルオロメタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート、ヘプタデカフルオロオクタンスルホネート、2,2,2-トリフルオロエタンスルホネート、ペンタフルオロベンゼンスルホネート、4-トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、4-フルオロベンゼンスルホネート、トルエンスルホネート、ベンゼンスルホネート、ナフタレンスルホネート、カンファースルホネート、オクタンスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、ブタンスルホネート、およびメタンスルホネートが挙げられる。 Examples of the N-sulfonyloxyimide photoacid generator include a combination of an imide skeleton and a sulfonic acid. Typical imide skeletons include succinic acid imide, naphthalenedicarboxylic acid imide, phthalimide, cyclohexyldicarboxylic acid imide, 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid imide, and 7-oxabicyclo [2.2.1] -5. -Heptene-2,3-dicarboxylic acid imide can be mentioned. Typical sulfonates include trifluoromethanesulfonate, nonafluorobutanesulfonate, heptadecafluorooctanesulfonate, 2,2,2-trifluoroethanesulfonate, pentafluorobenzenesulfonate, 4-trifluoromethylbenzenesulfonate, 4- Fluorobenzene sulphonates, toluene sulphonates, benzene sulphonates, naphthalene sulphonates, camphor sulphonates, octane sulphonates, dodecylbenzene sulphonates, butane sulphonates, and methane sulphonates can be mentioned.

ベンゾインスルホネート光酸発生剤としては、ベンゾイントシレート、ベンゾインメシレート、およびベンゾインブタンスルホネートが挙げられる。 Benzoinsulfonate photoacid generators include benzointosylate, benzoinmesylate, and benzoinbutanesulfonate.

ピロガロールトリスルホネート光酸発生剤としては、ピロガロール、フロログルシノール、カテコール、レゾルシノール、およびヒドロキノンが挙げられるが、これらの中で全てのヒドロキシル基は、トリフルオロメタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート、ヘプタデカフルオロオクタンスルホネート、2,2,2-トリフルオロエタンスルホネート、ペンタフルオロベンゼンスルホネート、4-トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、4-フルオロベンゼンスルホネート、トルエンスルホネート、ベンゼンスルホネート、ナフタレンスルホネート、カンファースルホネート、オクタンスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、ブタンスルホネート、またはメタンスルホネートによって置換されている。 Pyrogallol trisulfonate photoacid generators include pyrogallol, fluoroglucolcinol, catechol, resorcinol, and hydroquinone, of which all hydroxyl groups are trifluoromethanesulfonate, nonafluorobutanesulfonate, heptadecafluorooctane. Sulfonate, 2,2,2-trifluoroethanesulfonate, pentafluorobenzenesulfonate, 4-trifluoromethylbenzenesulfonate, 4-fluorobenzenesulfonate, toluenesulfonate, benzenesulfonate, naphthalenesulfonate, camphorsulfonate, octanesulfonate, dodecylbenzenesulfonate , Butane sulfonate, or methane sulfonate.

ニトロベンジルスルホネート光酸発生剤としては、2,4-ジニトロベンジルスルホネート類、2-ニトロベンジルスルホネート類、および2,6-ジニトロベンジルスルホネート類が挙げられ、代表的にはトリフルオロメタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート、ヘプタデカフルオロオクタンスルホネート、2,2,2-トリフルオロエタンスルホネート、ペンタフルオロベンゼンスルホネート、4-トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、4-フルオロベンゼンスルホネート、トルエンスルホネート、ベンゼンスルホネート、ナフタレンスルホネート、カンファースルホネート、オクタンスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、ブタンスルホネート、およびメタンスルホネートを含むスルホネートが挙げられる。また、有用なのは、ベンジル側のニトロ基がトリフルオロメチルで置換されている、類似のニトロベンジルスルホネート化合物である。 Examples of the nitrobenzylsulfonate photoacid generator include 2,4-dinitrobenzylsulfonates, 2-nitrobenzylsulfonates, and 2,6-dinitrobenzylsulfonates, typically trifluoromethanesulfonates and nonafluorobutane. Ssulfonate, heptadecafluorooctane sulfonate, 2,2,2-trifluoroethane sulfonate, pentafluorobenzene sulfonate, 4-trifluoromethylbenzene sulfonate, 4-fluorobenzene sulfonate, toluene sulfonate, benzene sulfonate, naphthalene sulfonate, camphor sulfonate, Examples include sulfonates including octane sulfonate, dodecylbenzene sulfonate, butane sulfonate, and methane sulfonate. Also useful are similar nitrobenzyl sulfonate compounds in which the nitro group on the benzyl side is replaced with trifluoromethyl.

スルホン光酸発生剤としては、ビス(フェニルスルホニル)メタン、ビス(4-メチルフェニルスルホニル)メタン、ビス(2-ナフチルスルホニル)メタン、2,2-ビス(フェニルスルホニル)プロパン、2,2-ビス(4-メチルフェニルスルホニル)プロパン、2,2-ビス(2-ナフチルスルホニル)プロパン、2-メチル-2-(p-トルエンスルホニル)プロピオフェノン、2-シクロヘキシルカルボニル-2-(p-トルエンスルホニル)プロパン、および2,4-ジメチル-2-(p-トルエンスルホニル)ペンタン-3-オンが挙げられる。 Examples of the sulfone photoacid generator include bis (phenylsulfonyl) methane, bis (4-methylphenylsulfonyl) methane, bis (2-naphthylsulfonyl) methane, 2,2-bis (phenylsulfonyl) propane, and 2,2-bis. (4-Methylphenylsulfonyl) propane, 2,2-bis (2-naphthylsulfonyl) propane, 2-methyl-2- (p-toluenesulfonyl) propiophenone, 2-cyclohexylcarbonyl-2- (p-toluenesulfonyl) ) Propane and 2,4-dimethyl-2- (p-toluenesulfonyl) pentan-3-one.

グリオキシム誘導体の形の光酸発生剤としては、ビス-O-(p-トルエンスルホニル)-α-ジメチルグリオキシム、ビス-O-(p-トルエンスルホニル)-α-ジフェニルグリオキシム、ビス-O-(p-トルエンスルホニル)-α-ジシクロヘキシルグリオキシム、ビス-O-(p-トルエンスルホニル)-2,3-ペンタンジオングリオキシム、ビス-O-(p-トルエンスルホニル)-2-メチル-3,4-ペンタンジオングリオキシム、ビス-O-(n-ブタンスルホニル)-α-ジメチルグリオキシム、ビス-O-(n-ブタンスルホニル)-α-ジフェニルグリオキシム、ビス-O-(n-ブタンスルホニル)-α-ジシクロヘキシルグリオキシム、ビス-O-(n-ブタンスルホニル)-2,3-ペンタンジオングリオキシム、ビス-O-(n-ブタンスルホニル)-2-メチル-3,4-ペンタンジオングリオキシム、ビス-O-(メタンスルホニル)-α-ジメチルグリオキシム、ビス-O-(トリフルオロメタンスルホニル)-α-ジメチルグリオキシム、ビス-O-(1,1,1-トリフルオロエタンスルホニル)-α-ジメチルグリオキシム、ビス-O-(tert-ブタンスルホニル)-α-ジメチルグリオキシム、ビス-O-(パーフルオロオクタンスルホニル)-α-ジメチルグリオキシム、ビス-O-(シクロヘキシルスルホニル)-α-ジメチルグリオキシム、ビス-O-(ベンゼンスルホニル)-α-ジメチルグリオキシム、ビス-O-(p-フルオロベンゼンスルホニル)-α-ジメチルグリオキシム、ビス-O-(p-tert-ブチルベンゼンスルホニル)-α-ジメチルグリオキシム、ビス-O-(キシレンスルホニル)-α-ジメチルグリオキシム、およびビス-O-(カンファースルホニル)-α-ジメチルグリオキシムが挙げられる。 Examples of the photoacid generator in the form of a glyoxime derivative include bis-O- (p-tolnsulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (p-tolnsulfonyl) -α-diphenylglyoxime, and bis-O-. (P-toluenesulfonyl) -α-dicyclohexylglycimme, bis-O- (p-toluenesulfonyl) -2,3-pentandiondioneglycim, bis-O- (p-toluenesulfonyl) -2-methyl-3, 4-Pentanedioneglyoxime, bis-O- (n-butanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (n-butanesulfonyl) -α-diphenylglyoxime, bis-O- (n-butanesulfonyl) ) -Α-Dicyclohexylglycoxime, bis-O- (n-butanesulfonyl) -2,3-pentanedioneglioxime, bis-O- (n-butanesulfonyl) -2-methyl-3,4-pentanediongly Oxyme, bis-O- (methanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (trifluoromethanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (1,1,1-trifluoroethanesulfonyl)- α-Dimethylglyoxime, bis-O- (tert-butanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (perfluorooctanesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (cyclohexylsulfonyl) -α -Dimethylglyoxime, bis-O- (benzenesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (p-fluorobenzenesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, bis-O- (p-tert-butylbenzenesulfonyl) )-Α-Dimethylglyoxime, bis-O- (xylenesulfonyl) -α-dimethylglyoxime, and bis-O- (kanfersulfonyl) -α-dimethylglyoxime.

これらの中で、好ましいPAGは、スルホニウム塩類、ヨードニウム塩類、およびN-スルホニルオキシイミド類である。 Among these, preferred PAGs are sulfonium salts, iodonium salts, and N-sulfonyloxyimides.

発生した酸の最適なアニオンは、ポリマー中の酸不安定基の切断の容易さのような要因によって変化するが、不揮発性であり、かつ極めて高度には拡散性でないアニオンが一般的に選択される。適当なアニオンとしては、ベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、4-(4-トルエンスルホニルオキシ)ベンゼンスルホン酸、ペンタフルオロベンゼンスルホン酸、2,2,2-トリフルオロエタンスルホン酸、ノナフルオロブタンスルホン酸、ヘプタデカフルオロオクタンスルホン酸、カンファースルホン酸、ジスルホン酸、スルホニルイミド、およびスルホニルメタンイドのアニオンが挙げられる。 The optimum anion of the generated acid depends on factors such as the ease of cleavage of the acid unstable group in the polymer, but non-volatile and extremely non-diffusible anions are generally selected. To. Suitable anions include benzene sulfonic acid, toluene sulfonic acid, 4- (4-toluene sulfonyloxy) benzene sulfonic acid, pentafluorobenzene sulfonic acid, 2,2,2-trifluoroethane sulfonic acid, nonafluorobutane sulfonic acid. , Heptadecafluorooctane sulfonic acid, camphor sulfonic acid, disulfonic acid, sulfonylimide, and sulfonylmethanide anions.

熱酸発生剤の例は、金属不含のスルホニウム塩およびヨードニウム塩、例えば、強非求核酸のトリアリールスルホニウム、ジアルキルアリールスルホニウム、およびジアリールアルキルスルホニウム塩、強非求核酸のアルキルアリールヨードニウム、ジアリールヨードニウム塩;および強非求核酸のアンモニウム、アルキルアンモニウム、ジアルキルアンモニウム、トリアルキルアンモニウム、テトラアルキルアンモニウム塩である。また、共有結合型(covalent)熱酸発生剤も、有用な添加剤として考えられ、例えばアルキルまたはアリールスルホン酸の2-ニトロベンジルエステル、および熱分解して遊離スルホン酸をもたらすスルホン酸のその他のエステルがある。その例は、ジアリールヨードニウムパーフルオロアルキルスルホネート、ジアリールヨードニウムトリス(フルオロアルキルスルホニル)メチド、ジアリールヨードニウムビス(フルオロアルキルスルホニル)メチド、ジアリールヨードニウムビス(フルオロアルキルスルホニル)イミド、ジアリールヨードニウム第4級アンモニウムパーフルオロアルキルスルホネートである。不安定なエステルの例は、トシル酸2-ニトロベンジル、トシル酸2,4-ジニトロベンジル、トシル酸2,6-ジニトロベンジル、トシル酸4-ニトロベンジル;2-トリフルオロメチル-6-ニトロベンジル4-クロロベンゼンスルホネート、2-トリフルオロメチル-6-ニトロベンジル4-ニトロベンゼンスルホネートなどのベンゼンスルホネート;フェニル4-メトキシベンゼンスルホネートなどのフェノール系スルホネートエステル;第4級アンモニウムトリス(フルオロアルキルスルホニル)メチド、および第4級アルキルアンモニウムビス(フルオロアルキルスルホニル)イミド、有機酸のアルキルアンモニウム塩、例えば10-カンファースルホン酸のトリエチルアンモニウム塩である。様々な芳香族(アントラセン、ナフタレン、またはベンゼン誘導体)スルホン酸アミン塩が、米国特許第3,474,054号、第4,200,729号、第4,251,665号、および第5,187,019号に開示されたものも、TAGとして用いることができる。 Examples of thermoacid generators are metal-free sulfonium and iodonium salts, such as triarylsulfonium, dialkylarylsulfonium, and diarylalkylsulfonium salts, which are strongly non-requiring nucleic acids, alkylaryliodonium, diaryliodonium, which are strongly non-requiring nucleic acids. Salts; and strong non-sulphonium ammonium, alkylammonium, dialkylammonium, trialkylammonium, tetraalkylammonium salts. Covalent thermoacid generators are also considered useful additives, such as 2-nitrobenzyl esters of alkyl or aryl sulfonic acids, and other sulfonic acids that thermally decompose to yield free sulfonic acids. There is an ester. Examples are diaryliodonium perfluoroalkyl sulfonate, diaryliodonium tris (fluoroalkylsulfonyl) methide, diaryliodonium bis (fluoroalkylsulfonyl) methide, diaryliodonium bis (fluoroalkylsulfonyl) imide, diaryliodonium quaternary ammonium perfluoroalkyl. It is a sulfonate. Examples of unstable esters are 2-nitrobenzyl tosylate, 2,4-dinitrobenzyl tosylate, 2,6-dinitrobenzyl tosylate, 4-nitrobenzyl tosylate; 2-trifluoromethyl-6-nitrobenzyl. Benzene sulfonates such as 4-chlorobenzene sulfonate, 2-trifluoromethyl-6-nitrobenzyl 4-nitrobenzene sulfonate; phenolic sulfonate esters such as phenyl 4-methoxybenzene sulfonate; quaternary ammonium tris (fluoroalkylsulfonyl) methides, and A quaternary alkylammonium bis (fluoroalkylsulfonyl) imide, an alkylammonium salt of an organic acid, for example a triethylammonium salt of 10-camper sulfonic acid. Various aromatic (anthracene, naphthalene, or benzene derivatives) sulfonic acid amine salts are used in US Pat. Nos. 3,474,054, 4,200,729, 4,251,665, and 5,187. , 019 disclosed can also be used as a TAG.

酸発生剤(D)は、2種以上の化合物であってもよい。 The acid generator (D) may be two or more kinds of compounds.

酸発生剤(D)の含有量は、膜化成分(C)を基準として、好ましくは0.5~20質量%であり;より好ましくは1.0~10質量%であり;さらに好ましくは1.0~5質量%であり;よりさらに好ましくは1.5~4質量%である。 The content of the acid generator (D) is preferably 0.5 to 20% by mass, more preferably 1.0 to 10% by mass, and even more preferably 1 based on the film-forming component (C). It is 0.0 to 5% by mass; more preferably 1.5 to 4% by mass.

架橋剤(E)
本発明によるリソグラフィ組成物は、架橋剤(E)を含んでいてもよい。本発明において、架橋剤とは、架橋機能を有する化合物そのものをいう。架橋剤は、(C)成分の分子内および/または分子間を架橋するものであれば、特に限定されない。
Crosslinking agent (E)
The lithography composition according to the present invention may contain a cross-linking agent (E). In the present invention, the cross-linking agent refers to the compound itself having a cross-linking function. The cross-linking agent is not particularly limited as long as it cross-links the component (C) within and / or between molecules.

架橋剤としては、メチロール基、アルコキシメチル基、アシロキシメチル基から選ばれる少なくとも一つの基で置換されたメラミン化合物、グアナミン化合物、グリコールウリル化合物またはウレア化合物、エポキシ化合物、チオエポキシ化合物、イソシアネート化合物、アジド化合物、アルケニルエーテル基などの二重結合を含む化合物を挙げることができる。また、ヒドロキシ基を含む化合物も架橋剤として用いられる。
エポキシ化合物としては、トリス(2,3-エポキシプロピル)イソシアヌレート、トリメチロールメタントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリエチロールエタントリグリシジルエーテルなどが挙げられる。メラミン化合物としては、ヘキサメチロールメラミン、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンの1~6個のメチロール基がメトキシメチル化した化合物およびその混合物、ヘキサメトキシエチルメラミン、ヘキサアシロキシメチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンのメチロール基の1~6個がアシロキシメチル化した化合物またはその混合物が挙げられる。グアナミン化合物としては、テトラメチロールグアナミン、テトラメトキシメチルグアナミン、テトラメチロールグアナミンの1~4個のメチロール基がメトキシメチル化した化合物およびその混合物、テトラメトキシエチルグアナミン、テトラアシロキシグアナミン、テトラメチロールグアナミンの1~4個のメチロール基がアシロキシメチル化した化合物およびその混合物が挙げられる。グリコールウリル化合物としては、テトラメチロールグリコールウリル、テトラメトキシグリコールウリル、テトラメトキシメチルグリコールウリル、テトラメチロールグリコールウリルのメチロール基の1~4個がメトキシメチル基化した化合物、またはその混合物、テトラメチロールグリコールウリルのメチロール基の1~4個がアシロキシメチル化した化合物またはその混合物が挙げられる。ウレア化合物としてはテトラメチロールウレア、テトラメトキシメチルウレア、テトラメチロールウレアの1~4個のメチロール基がメトキシメチル基化した化合物またはその混合物、テトラメトキシエチルウレアなどが挙げられる。アルケニルエーテル基を含む化合物としては、エチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、1,2-プロパンジオールジビニルエーテル、1,4-ブタンジオールジビニルエーテル、テトラメチレングリコールジビニルエーテル、ネオペンチルグリコールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、1,4-シクロヘキサンジオールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、ソルビトールテトラビニルエーテル、ソルビトールペンタビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテルなどが挙げられる。
Examples of the cross-linking agent include a melamine compound, a guanamine compound, a glycoluril compound or a urea compound, an epoxy compound, a thioepoxy compound, an isocyanate compound and an azide substituted with at least one group selected from a methylol group, an alkoxymethyl group and an acyloxymethyl group. Examples thereof include compounds containing double bonds such as compounds and alkenyl ether groups. A compound containing a hydroxy group is also used as a cross-linking agent.
Examples of the epoxy compound include tris (2,3-epoxypropyl) isocyanate, trimethylolmethane triglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, and trimethylolethane triglycidyl ether. Examples of the melamine compound include hexamethylol melamine, hexamethoxymethyl melamine, and hexamethylol melamine, which are compounds in which 1 to 6 methylol groups are methoxymethylated and a mixture thereof, hexamethoxyethyl melamine, hexaacyloxymethyl melamine, and hexamethylol melamine. Examples thereof include compounds in which 1 to 6 methylol groups are acyloxymethylated or a mixture thereof. Examples of the guanamine compound include a compound in which 1 to 4 methylol groups of tetramethylol guanamine, tetramethoxymethyl guanamine, and tetramethylol guanamine are methoxymethylated and a mixture thereof, and one of tetramethoxyethyl guanamine, tetraacyloxyguanamine, and tetramethylol guanamine. Examples thereof include compounds in which up to 4 methylol groups are acyloxymethylated and mixtures thereof. Examples of the glycol uryl compound include tetramethylol glycol uryl, tetramethoxyglycol uryl, tetramethoxymethyl glycol uryl, and a compound in which 1 to 4 methylol groups of tetramethylol glycol uryl are methoxymethyl-based, or a mixture thereof, or a mixture thereof. Examples thereof include a compound in which 1 to 4 methylol groups of the above are acyloxymethylated or a mixture thereof. Examples of the urea compound include tetramethylol urea, tetramethoxymethyl urea, a compound in which 1 to 4 methylol groups of tetramethylol urea are methoxymethyl-based, or a mixture thereof, and tetramethoxyethyl urea. Examples of the compound containing an alkenyl ether group include ethylene glycol divinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, 1,2-propanediol divinyl ether, 1,4-butanediol divinyl ether, tetramethylene glycol divinyl ether, and neopentyl glycol divinyl ether. Examples thereof include trimethylol propanetrivinyl ether, hexanediol divinyl ether, 1,4-cyclohexanediol divinyl ether, pentaerythritol trivinyl ether, pentaerythritol tetravinyl ether, sorbitol tetravinyl ether, sorbitol pentavinyl ether, and trimethylol propanetrivinyl ether.

ヒドロキシ基を含む架橋剤としては、例えば、以下が挙げられる。

Figure 2022025429000016
Examples of the cross-linking agent containing a hydroxy group include the following.
Figure 2022025429000016

膜形成する際の架橋温度は、好ましくは50~230℃であり、さらに好ましくは80~220℃であり、よりさらに好ましくは80~190℃である。 The cross-linking temperature at the time of forming the film is preferably 50 to 230 ° C, more preferably 80 to 220 ° C, and even more preferably 80 to 190 ° C.

架橋剤(E)の含有量は、膜化成分(C)を基準として、好ましくは3~30質量%であり;より好ましくは5~20質量%である。 The content of the cross-linking agent (E) is preferably 3 to 30% by mass, more preferably 5 to 20% by mass, based on the film-forming component (C).

塩基性化合物(F)
本発明によるリソグラフィ組成物は、塩基性化合物(F)をさらに含むことができる。塩基性化合物(F)は、露光部で発生した酸を中和したり環境影響を抑える効果を有する。
塩基性化合物は、上記の効果の他に、空気中に含まれるアミン成分による膜表面の酸の失活を抑える効果も有する。
Basic compound (F)
The lithography composition according to the present invention can further contain the basic compound (F). The basic compound (F) has an effect of neutralizing the acid generated in the exposed portion and suppressing the environmental influence.
In addition to the above effects, the basic compound also has an effect of suppressing the deactivation of the acid on the film surface due to the amine component contained in the air.

塩基性化合物(F)は、好ましくは、アンモニア、C1-16の第一級脂肪族アミン、C2-32の第二級脂肪族アミン、C3-48の三級脂肪族アミン、C6-30の芳香族アミン、およびC5-30のヘテロ環アミン、ならびにそれらの誘導体からなる群から選択される。 The basic compound (F) is preferably ammonia, a primary aliphatic amine of C 1-16 , a secondary aliphatic amine of C 2-32 , a tertiary aliphatic amine of C 3-48 , and C 6 It is selected from the group consisting of -30 aromatic amines and C 5-30 heterocyclic amines, as well as derivatives thereof.

塩基性化合物の具体例としては、アンモニア、エチルアミン、n-オクチルアミン、エチレンジアミン、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリイソプロパノールアミン、ジエチルアミン、トリス[2-(2-メトキシエトキシ)エチル]アミン、1,8‐ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン‐7、1,5‐ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン‐5、7-メチル-1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エン、1,5,7-トリアザビシクロ[4.4.0]デカ-5-エンが挙げられる。 Specific examples of the basic compound include ammonia, ethylamine, n-octylamine, ethylenediamine, triethylamine, triethanolamine, tripropylamine, tributylamine, triisopropanolamine, diethylamine, and tris [2- (2-methoxyethoxy) ethyl. ] Amine, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] Undecene-7, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] Nonen-5, 7-methyl-1,5,7-triazabicyclo [4] .4.0] Deca-5-ene and 1,5,7-triazabicyclo [4.4.0] Deca-5-ene.

塩基性化合物(F)の分子量は、好ましくは17~500であり、より好ましくは100~350である。 The molecular weight of the basic compound (F) is preferably 17 to 500, more preferably 100 to 350.

塩基性化合物(F)の含有量は、膜化成分(C)を基準として、好ましくは0.01~1.0質量%であり;より好ましくは0.20~0.8質量%であり;さらに好ましくは0.20~0.5質量%である。組成物の保存安定性を考慮すると、塩基性化合物(F)を含まない(0.00質量%)ことも、好適な一形態である。 The content of the basic compound (F) is preferably 0.01 to 1.0% by mass, more preferably 0.20 to 0.8% by mass, based on the filming component (C); More preferably, it is 0.20 to 0.5% by mass. Considering the storage stability of the composition, it is also a preferable form that it does not contain the basic compound (F) (0.00% by mass).

界面活性剤(G)
本発明によるリソグラフィ組成物は、好ましくは界面活性剤(G)を含んでなる。界面活性剤を含むことで、塗布性を向上させることができる。本発明に用いることができる界面活性剤としては、(I)陰イオン界面活性剤、(II)陽イオン界面活性剤、または(III)非イオン界面活性剤を挙げることができ、より具体的には(I)アルキルスルホネート、アルキルベンゼンスルホン酸、およびアルキルベンゼンスルホネート、(II)ラウリルピリジニウムクロライド、およびラウリルメチルアンモニウムクロライド、ならびに(III)ポリオキシエチレンオクチルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンアセチレニックグリコールエーテル、フッ素含有界面活性剤(例えば、フロラード(スリーエム)、メガファック(DIC)、スルフロン(旭硝子)、および有機シロキサン界面活性剤(例えば、KF-53、KP341(信越化学工業))が挙げられる。
Surfactant (G)
The lithography composition according to the present invention preferably contains a surfactant (G). By containing a surfactant, the coatability can be improved. Examples of the surfactant that can be used in the present invention include (I) anionic surfactant, (II) cationic surfactant, and (III) nonionic surfactant, and more specifically. (I) Alkyl sulfonate, Alkyl benzene sulfonic acid, and Alkyl benzene sulfonate, (II) Lauryl pyridinium chloride, and Lauryl methyl ammonium chloride, and (III) Polyoxyethylene octyl ether, Polyoxyethylene lauryl ether, Polyoxyethylene acetylenic. Glycol ethers, fluorine-containing surfactants (eg Florard (3M), Megafuck (DIC), Sulflon (Asahi Glass), and organic siloxane surfactants (eg KF-53, KP341 (Shinetsu Chemical Industry)) can be mentioned. ..

これら界面活性剤は、単独で、または2種以上混合して使用することができる。界面活性剤(G)の含有量は、膜化成分(C)を基準として、好ましくは0.05~0.5質量%であり;より好ましくは0.09~0.2質量%である。 These surfactants can be used alone or in admixture of two or more. The content of the surfactant (G) is preferably 0.05 to 0.5% by mass, more preferably 0.09 to 0.2% by mass, based on the film-forming component (C).

添加物(H)
本発明によるリソグラフィ組成物は、(A)~(G)成分以外の添加物(H)を含むことができる。添加物(H)は、好ましくは、可塑剤、染料、コントラスト増強剤、酸、ラジカル発生剤、基板密着増強剤、消泡剤、またはこれらいずれかの混合を含んでなる。
添加物(H)の含有量(複数の場合、その和)は、組成物を基準として、好ましくは0.1~20質量%であり;より好ましくは0.1~10質量%であり;さらに好ましくは1~5質量%である。本発明による組成物が、添加剤(H)を含まない(0.0質量%)ことも、本発明の形態の一つである。
Additive (H)
The lithography composition according to the present invention can contain an additive (H) other than the components (A) to (G). The additive (H) preferably comprises a plasticizer, a dye, a contrast enhancer, an acid, a radical generator, a substrate adhesion enhancer, an antifoaming agent, or a mixture thereof.
The content of the additive (H) (in the case of a plurality thereof, the sum thereof) is preferably 0.1 to 20% by mass; more preferably 0.1 to 10% by mass; further, based on the composition. It is preferably 1 to 5% by mass. It is also one of the forms of the present invention that the composition according to the present invention does not contain the additive (H) (0.0% by mass).

<膜の製造方法>
本発明による膜の製造方法は、下記の工程を含んでなる。
(1)基板の上方に本発明によるリソグラフィ組成物を適用し;
(2)減圧および/または加熱によりリソグラフィ組成物から膜を形成する。
以降において、()内の数字は工程の順番を示す。例えば、(1)、(2)、(3)の工程が記載されている場合、工程の順番は前記の通りになる。
本発明において、膜は、乾燥または硬化されたものであって、例えばレジスト膜を包含するものである。
本発明によれば、膜形成時に、定在波による影響を低減できるので、リソグラフィ組成を適用する前に、基板の上方に反射防止膜(例えば、レジスト下層反射防止膜)を形成していなくてもよい。リソグラフィ組成物の下に反射防止膜が形成されると、その除去が必要になることや、製造工程がより簡易になるという理由から、リソグラフィ組成物の下層に反射防止膜を形成されていない方が好ましい。
<Membrane manufacturing method>
The method for producing a film according to the present invention includes the following steps.
(1) The lithography composition according to the present invention is applied above the substrate;
(2) A film is formed from the lithography composition by depressurization and / or heating.
Hereinafter, the numbers in parentheses indicate the order of the processes. For example, when the steps (1), (2), and (3) are described, the order of the steps is as described above.
In the present invention, the membrane is dried or cured and includes, for example, a resist membrane.
According to the present invention, since the influence of standing waves can be reduced during film formation, an antireflection film (for example, a resist underlayer antireflection film) is not formed above the substrate before applying the lithography composition. May be good. Those who do not have an antireflection film formed under the lithography composition because it needs to be removed and the manufacturing process becomes simpler when an antireflection film is formed under the lithography composition. Is preferable.

以下、本発明による製造方法の一態様について説明する。
基板(例えば、シリコン/二酸化シリコン被覆基板、シリコンナイトライド基板、シリコンウェハ基板、ガラス基板およびITO基板等)の上方に、適当な方法により本発明によるリソグラフィ組成物を適用する。ここで、本発明において、上方とは、直上に形成される場合および他の層を介して形成される場合を含む。例えば、基板の直上に、平坦化膜を形成し、その平坦化膜の直上に本発明による組成物が適用されていてもよい。適用方法は特に限定されないが、例えばスピナー、コーターによる塗布による方法が挙げられる。塗布後、減圧および/または加熱することにより本発明による膜が形成される。加熱を行わず、基板を高速で回転させ、溶媒を蒸発させることで膜が形成されていてもよい。本発明によるリソグラフィ組成物が、レジスト組成物である場合に、加熱は、例えばホットプレートによって行われる。加熱温度は、好ましくは80~250℃;より好ましくは80~200℃;さらに好ましくは90~180℃である。加熱時間は、好ましくは30~600秒間;より好ましくは30~300秒間;さらに好ましくは60~180秒間である。加熱は、好ましくは大気または窒素ガス雰囲気にて行われる。
レジスト膜の膜厚は、露光波長によって異なるが、好ましくは100~50,000nmである。露光がKrFエキシマレーザーを用いる場合、レジスト膜の膜厚は、好ましくは100~5,000nmであり;より好ましくは100~1,000nmであり;さらに好ましくは400~600nmである。
Hereinafter, one aspect of the production method according to the present invention will be described.
The lithography composition according to the present invention is applied on a substrate (for example, a silicon / silicon dioxide coated substrate, a silicon nitride substrate, a silicon wafer substrate, a glass substrate, an ITO substrate, etc.) by an appropriate method. Here, in the present invention, the upper part includes a case where it is formed directly above and a case where it is formed via another layer. For example, a flattening film may be formed directly above the substrate, and the composition according to the present invention may be applied directly above the flattening film. The application method is not particularly limited, and examples thereof include a method of application by a spinner and a coater. After coating, the film according to the present invention is formed by reducing the pressure and / or heating. The film may be formed by rotating the substrate at high speed without heating and evaporating the solvent. When the lithography composition according to the present invention is a resist composition, heating is performed, for example, by a hot plate. The heating temperature is preferably 80 to 250 ° C; more preferably 80 to 200 ° C; still more preferably 90 to 180 ° C. The heating time is preferably 30 to 600 seconds; more preferably 30 to 300 seconds; still more preferably 60 to 180 seconds. The heating is preferably carried out in an atmosphere or a nitrogen gas atmosphere.
The film thickness of the resist film varies depending on the exposure wavelength, but is preferably 100 to 50,000 nm. When the exposure uses a KrF excimer laser, the film thickness of the resist film is preferably 100 to 5,000 nm; more preferably 100 to 1,000 nm; still more preferably 400 to 600 nm.

本発明によるリソグラフィ組成物がレジスト組成物である場合、本発明によるレジストパターンの製造方法は、以下の工程を含んでなる。
上記に記載の方法でリソグラフィ組成物を用いて膜を形成し、
(3)放射線で膜を露光し、
(4)膜を現像し、レジストパターンを形成する。
When the lithography composition according to the present invention is a resist composition, the method for producing a resist pattern according to the present invention includes the following steps.
A film is formed using the lithography composition by the method described above.
(3) Exposing the film with radiation
(4) The film is developed to form a resist pattern.

レジスト組成物を用いて形成された膜は、所定のマスクを通して露光が行なわれる。露光に用いられる光の波長は特に限定されないが、波長が13.5~365nmの光で露光することが好ましい。具体的には、i線(波長nm)、KrFエキシマレーザー(波長248nm)、ArFエキシマレーザー(波長193nm)、および極紫外線(波長13.5nm)等を使用することができ、好ましくはKrFエキシマレーザーである。これらの波長は±1%の範囲を許容する。露光後、必要に応じて露光後加熱(post exposure bake)を行なうこともできる。露光後加熱の温度は好ましくは80~150℃、より好ましくは100~140℃であり、加熱時間は0.3~5分間、好ましくは0.5~2分間である。
露光された膜に、現像液を用いて現像が行なわれる。用いられる現像液として、好ましくは2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液である。現像液の温度は好ましくは5~50℃、より好ましくは25~40℃、現像時間は好ましくは10~300秒、より好ましくは30~60秒である。
このような現像液を用いることで、膜を室温で容易に溶解除去することができる。さらに、これらの現像液に例えば界面活性剤を加えることもできる。
ネガ型レジスト組成物を利用した場合、未露光部分のポジ型フォトレジスト層が現像によって除去され、レジストパターンが形成される。このレジストパターンに、例えばシュリンク材料を用いることでさらに微細化することも可能である。
The film formed using the resist composition is exposed through a predetermined mask. The wavelength of the light used for the exposure is not particularly limited, but it is preferable to expose with light having a wavelength of 13.5 to 365 nm. Specifically, i-line (wavelength nm), KrF excimer laser (wavelength 248 nm), ArF excimer laser (wavelength 193 nm), extreme ultraviolet rays (wavelength 13.5 nm) and the like can be used, preferably KrF excimer laser. Is. These wavelengths allow a range of ± 1%. After the exposure, if necessary, post-exposure heating can be performed. The temperature of post-exposure heating is preferably 80 to 150 ° C, more preferably 100 to 140 ° C, and the heating time is 0.3 to 5 minutes, preferably 0.5 to 2 minutes.
The exposed film is developed with a developer. The developer used is preferably a 2.38% by mass tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution. The temperature of the developing solution is preferably 5 to 50 ° C., more preferably 25 to 40 ° C., and the developing time is preferably 10 to 300 seconds, more preferably 30 to 60 seconds.
By using such a developer, the film can be easily dissolved and removed at room temperature. Further, for example, a surfactant can be added to these developers.
When a negative resist composition is used, the positive photoresist layer in the unexposed portion is removed by development to form a resist pattern. It is also possible to further miniaturize this resist pattern by using, for example, a shrink material.

図1が、定在波の影響を受けた場合のネガ型レジストパターンの断面形状を模式図である。基板2上に、レジストパターン1が形成されている。このように断面に振幅の大きい波形形状が形成されると、少しの膜厚の差で、レジストトップ形状が大きく変動してしまい、寸法精度が悪くなるので、このような振幅は小さい方が好ましい。ここで、基板とレジストパターンが接するところから、上方に向けて、レジストパターンの太さが極大となる最初の点を腹3とし、その直上のレジストパターンの太さが極小となっている点を節4とする。そして、腹と節の基板と平行方向の距離を腹節間距離5という。この腹節間距離が小さいことが好ましく、具体的には、腹節間距離/目的とするパターン幅(以下、定在波指数ということがある)が、10%未満であることがこのましく、より好ましくは5%以下である。ここで、目的とするパターン幅は、定在波の影響を受けないと想定した場合の、レジストのトップの幅のことであってよい。レジストパターンに現れる定在波を低減することで、目的と異なる形状となったり、切れ込みができることにより、パターン倒れを抑制し、より微細なパターンを安定的に形成しやすくなる。
図2は、定在波の影響を受けなかった場合のネガ型レジストパターンの断面形状の模式図である。ネガ型レジストでは、露光によって発生した酸を媒介して、ポリマーが不溶化するため、下方には光が届きにくく酸の発生が上方より少なく、下方が上方に比べて不溶化しにくい。そのため、形成されたパターンは、逆テーパー形状になる傾向がある。図2では、腹および節は存在せず、この場合、定在波指数は0とみなす。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a cross-sectional shape of a negative resist pattern when affected by a standing wave. The resist pattern 1 is formed on the substrate 2. When a corrugated shape having a large amplitude is formed in the cross section in this way, the resist top shape fluctuates greatly with a slight difference in film thickness, and the dimensional accuracy deteriorates. Therefore, it is preferable that such an amplitude is small. .. Here, from the point where the substrate and the resist pattern are in contact with each other, the first point where the thickness of the resist pattern becomes maximum is set as the antinode 3, and the point where the thickness of the resist pattern immediately above it is the minimum is defined. Let it be section 4. The distance between the abdomen and the segment in the direction parallel to the substrate is called the internode distance 5. It is preferable that the distance between the abdominal segments is small, and specifically, the distance between the abdominal segments / the target pattern width (hereinafter, may be referred to as a standing wave index) is preferably less than 10%. , More preferably 5% or less. Here, the target pattern width may be the width of the top of the resist assuming that it is not affected by the standing wave. By reducing the standing wave that appears in the resist pattern, the shape may be different from the intended one, or the cut may be made, which suppresses the pattern collapse and facilitates the stable formation of a finer pattern.
FIG. 2 is a schematic diagram of the cross-sectional shape of the negative resist pattern when it is not affected by the standing wave. In the negative resist, since the polymer is insolubilized via the acid generated by the exposure, it is difficult for light to reach the lower part and the acid generation is less than the upper part, and the lower part is less insolubilized than the upper part. Therefore, the formed pattern tends to have a reverse taper shape. In FIG. 2, there are no antinodes and nodes, in which case the standing wave index is considered to be zero.

本発明による金属パターンの製造方法は、
上記に記載の方法でレジストパターンを形成し、
(5a)レジストパターン上に金属層を形成し;
(6a)残ったレジストパターンとそれらの上の金属層を取り除く
ことを含んでなる。(1)から(4)の工程に続いて、(5a)、(6a)の工程が行われる。工程の順番は前期の通りになる。
金属層の形成は、金、銅等の金属(金属酸化物等であってもよい)を、例えば蒸着またはスパッリングによって形成させる。その後、レジストパターンをその上部に形成された金属とともに、剥離液を用いて除去することで、金属パターンを形成することができる。剥離液は、レジストの剥離液として用いられているものであれば、特に限定されないが、例えば、N-メチルピロリドン(NMP)、アセトン、アルカリ溶液が使用される。本発明によるレジストがネガ型の場合、上記のように、逆テーパー形状となる傾向がある。逆テーパーであると、レジストパターン上の金属と、レジストパターンが形成されていない部分に形成された金属との間が、隔たっているため、容易に剥離ができる。
The method for manufacturing a metal pattern according to the present invention is
A resist pattern is formed by the method described above, and the resist pattern is formed.
(5a) A metal layer is formed on the resist pattern;
(6a) Includes removing the remaining resist patterns and the metal layers above them. Following the steps (1) to (4), the steps (5a) and (6a) are performed. The order of the processes is the same as the previous term.
The metal layer is formed by forming a metal such as gold or copper (which may be a metal oxide or the like) by, for example, thin-film deposition or spalling. After that, the resist pattern can be formed by removing the resist pattern together with the metal formed on the resist pattern with a stripping solution. The stripping solution is not particularly limited as long as it is used as a stripping solution for resist, and for example, N-methylpyrrolidone (NMP), acetone, or an alkaline solution is used. When the resist according to the present invention is a negative type, it tends to have a reverse taper shape as described above. In the case of the reverse taper, the metal on the resist pattern and the metal formed in the portion where the resist pattern is not formed are separated from each other, so that the metal can be easily peeled off.

本発明によるパターン基板の製造方法は、
上記に記載の方法でレジストパターンを形成し、
(5b)レジストパターンをマスクとしてエッチングし;
(6b)基板を加工すること
を含んでなる。エッチングは、ドライエッチングやウェットエッチングのいずれであってもよく、エッチングは複数回行われていてもよい。(1)から(4)の工程に続いて、(5b)、(6b)の工程が行われる。工程の順番は前期の通りになる。
The method for manufacturing a pattern substrate according to the present invention is as follows.
A resist pattern is formed by the method described above, and the resist pattern is formed.
(5b) Etching with the resist pattern as a mask;
(6b) Includes processing the substrate. The etching may be either dry etching or wet etching, and the etching may be performed a plurality of times. Following the steps (1) to (4), the steps (5b) and (6b) are performed. The order of the processes is the same as the previous term.

また、本発明によるパターン基板の製造方法は、
上記に記載の方法でレジストパターンを形成し、
(5c)レジストパターンをエッチングし;
(5d)基板をエッチングすること
を含んでなる。(1)から(4)の工程に続いて、(5c)、(6d)の工程が行われる。工程の順番は前期の通りになる。
ここで、(5c)と(5d)の工程の組合せが少なくとも2回以上繰り返され;かつ
基板は複数のSi含有層が積層されたものからなり、少なくとも1つのSi含有層は導電性であり、少なくとも1つのSi含有層は電気的に絶縁性である。好ましくは導電性のSi含有層と、電気的に絶縁性のSi含有層が交互に積層される。ここで、リソグラフィ組成物から形成されるレジスト膜の膜厚は、好ましくは0.5~200μmである。
Further, the method for manufacturing a pattern substrate according to the present invention is as follows.
A resist pattern is formed by the method described above, and the resist pattern is formed.
(5c) Etching the resist pattern;
(5d) Includes etching the substrate. Following the steps (1) to (4), the steps (5c) and (6d) are performed. The order of the processes is the same as the previous term.
Here, the combination of the steps (5c) and (5d) is repeated at least twice; and the substrate is composed of a plurality of Si-containing layers laminated, and at least one Si-containing layer is conductive. At least one Si-containing layer is electrically insulating. Preferably, the conductive Si-containing layer and the electrically insulating Si-containing layer are alternately laminated. Here, the film thickness of the resist film formed from the lithography composition is preferably 0.5 to 200 μm.

その後、必用に応じて、基板にさらに加工がされ、デバイスが形成される。このさらなる加工は、公知の方法を適用することができる。本発明によるデバイスの製造方法は、上記のいずれかの方法を含んでなり、好ましくは、加工された基板に配線を形成する工程をさらに含んでなる。デバイスとしては、半導体素子、液晶表示素子、有機EL表示素子、プラズマディスプレイ素子、太陽電池素子が挙げられる。デバイスとは、好ましくは半導体素子である。 Then, if necessary, the substrate is further processed to form the device. For this further processing, known methods can be applied. The method for manufacturing a device according to the present invention includes any of the above methods, and preferably further includes a step of forming wiring on a processed substrate. Examples of the device include a semiconductor element, a liquid crystal display element, an organic EL display element, a plasma display element, and a solar cell element. The device is preferably a semiconductor device.

本発明を諸例により説明すると以下の通りである。なお、本発明の態様はこれらの例のみに限定されるものではない。 The present invention will be described below with reference to various examples. The aspect of the present invention is not limited to these examples.

以降に使用する成分を以下に示す。 The components used below are shown below.

使用する(A)成分または比較化合物は以下である。
比較化合物CA:メチルアセトアセテート(東京化成工業、以降TCI)

Figure 2022025429000017
A1:t-ブチルアセトアセテート(TCI)
Figure 2022025429000018
A2:メチル-4,4-ジメチル-3-オキソバレレート(TCI)
Figure 2022025429000019
A3:イソプロピルアセトアセテート(TCI)
Figure 2022025429000020
A4:s-ブチルアセトアセテート(TCI)
Figure 2022025429000021
A5:ジメチル-1,3-アセトンジカルボキシレート(TCI)
Figure 2022025429000022
A6:ジエチル-1,3-アセトンジカルボキシレート(TCI)
Figure 2022025429000023
The component (A) or comparative compound used is as follows.
Comparative compound CA: Methylacetacetate (Tokyo Chemical Industry, hereafter TCI)
Figure 2022025429000017
A1: t-Butylacetate acetate (TCI)
Figure 2022025429000018
A2: Methyl-4,4-dimethyl-3-oxovalerate (TCI)
Figure 2022025429000019
A3: Isopropylacetate acetate (TCI)
Figure 2022025429000020
A4: s-Butylacetate acetate (TCI)
Figure 2022025429000021
A5: Dimethyl-1,3-acetone dicarboxylate (TCI)
Figure 2022025429000022
A6: Diethyl-1,3-acetone dicarboxylate (TCI)
Figure 2022025429000023

使用する(B)成分は、以下である。
B1:PGMEA
B2:PGME
B3:EL
The component (B) used is as follows.
B1: PGMEA
B2: PGME
B3: EL

使用する(C)成分は以下である。
C1-1:CST7030ランダムコポリマー(p-ハイドロキシスチレン(70)、スチレン(30))、Mw約9700(丸善石油化学)

Figure 2022025429000024
C1-2:VP-3500、p-ハイドロキシスチレン、Mw約5000(日本曹達)
Figure 2022025429000025
C1-3:Poly-TZ-GIJランダムコポリマー、(p-ハイドロキシスチレン(60)、スチレン(20)、t-ブチルアクリレート)、Mw約12,000(Dupont)
Figure 2022025429000026
The component (C) used is as follows.
C1-1: CST7030 Random Copolymer (p-hydroxystyrene (70), styrene (30)), Mw approx. 9700 (Maruzen Petrochemical)
Figure 2022025429000024
C1-2: VP-3500, p-hydroxystyrene, Mw about 5000 (Nippon Soda)
Figure 2022025429000025
C1-3: Poly-TZ-GIJ random copolymer, (p-hydroxystyrene (60), styrene (20), t-butyl acrylate), Mw about 12,000 (Dupont)
Figure 2022025429000026

使用する(D)は以下である。
D1:WPAG367(富士フィルム和光純薬)

Figure 2022025429000027
D2:TPS-SA(東洋合成)
Figure 2022025429000028
D3:TPS-C1(ヘレウス)
Figure 2022025429000029
D4:MDT Sensitizer(ヘレウス)
Figure 2022025429000030
D5:Garo IN-K(DSP五協フード&ケミカル)
Figure 2022025429000031
D6:WPI-169(富士フィルム和光純薬)
Figure 2022025429000032
(D) to be used is as follows.
D1: WPAG367 (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
Figure 2022025429000027
D2: TPS-SA (Oriental synthesis)
Figure 2022025429000028
D3: TPS-C1 (Heraeus)
Figure 2022025429000029
D4: MDT Sensor (Heraeus)
Figure 2022025429000030
D5: Garo IN-K (DSP Gokyo Food & Chemical)
Figure 2022025429000031
D6: WPI-169 (Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
Figure 2022025429000032

使用する(E)成分は以下である。
E1:DML-POP、本州化学

Figure 2022025429000033
The component (E) used is as follows.
E1: DML-POP, Honshu Chemical Industry
Figure 2022025429000033

使用する(F)成分は以下である。
F1:トリエタノールアミン(TCI)
F2:トリス[2-(2-メトキシエトキシ)エチル]アミン(TCI)
The component (F) used is as follows.
F1: Triethanolamine (TCI)
F2: Tris [2- (2-methoxyethoxy) ethyl] amine (TCI)

使用する(G)成分は、界面活性剤G1(MegafacR2011、DIC)である。 The component (G) used is the surfactant G1 (MegafacR2011, DIC).

<比較例組成物1の調製>
溶媒B1(65.1g)と溶媒B2(27.9g)を混合し、B1B2混合溶媒を調製する。これにC1-1を3.710g、C1-2を2.474g、E1を0.577g、D1を0.127g、D2を0.106gおよびG1を0.006gをそれぞれ添加する。常温で溶液を混合し、目視で固形成分が溶解することを確認する。比較例組成物1を得る。
<Preparation of Comparative Example Composition 1>
Solvent B1 (65.1 g) and solvent B2 (27.9 g) are mixed to prepare a B1B2 mixed solvent. To this, 3.710 g of C1-1, 2.474 g of C1-2, 0.577 g of E1, 0.127 g of D1, 0.106 g of D2 and 0.006 g of G1 are added, respectively. Mix the solution at room temperature and visually confirm that the solid component dissolves. Comparative Example Composition 1 is obtained.

<実施例組成物1~8および比較例組成物2~3の調製>
以下の表1および2に記載のように成分を変更する以外は比較例組成物1の調整例と同様に、実施例組成物1~8、比較例組成物2~3を調製する。

Figure 2022025429000034
Figure 2022025429000035
<Preparation of Example Compositions 1 to 8 and Comparative Example Compositions 2 to 3>
Examples Compositions 1 to 8 and Comparative Example Compositions 2 to 3 are prepared in the same manner as in the preparation example of Comparative Example Composition 1 except that the components are changed as shown in Tables 1 and 2 below.
Figure 2022025429000034
Figure 2022025429000035

<レジストパターン形成例1>
シリコン基板(SUMCO Corp., 8インチ)の表面にAZ KrF-17B(Merck Performance Materials株、以下MPMとする)をスピン塗布し180℃で60秒ソフトベークを行い、45nmのBARC膜を形成する。その上に実施例組成物をスピン塗布し、110℃で60秒ソフトベークして、膜厚235nmのレジスト膜を同基板上に形成する。この構成によってKrF線(248nm)の光反射率が7%となるようにしている。得られた基板を露光装置(キヤノン、FPA-3000EX5)を用いてKrF線で露光を行う。露光マスクは、ライン:スペース=1:1、スペースが1.0μmが複数回続き、同スペースが以下のように順次小さくなるもの含むマスクを用いる。
1000nm、900nm、800nm、700nm、600nm、500nm、400nm、300nm、280nm、260nm、240nm、220nm、200nm、190nm、180nm、170nm、160nm、150nm、140nm、130nm、120nm、110nm、100nm。
この基板を100℃で60秒間のポストエクスポージャーベーク(PEB)する。その後、レジスト膜を2.38%水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)水溶液を用いて、60秒間パドル現像する。パドル現像液が基板上にパドルされている状態で純水を基板上に流し始め、回転させながらパドル現像液を純水に置換し、2000rpmでスピンドライする。
<Resist pattern formation example 1>
AZ KrF-17B (Merck Performance Materials, hereinafter referred to as MPM) is spin-coated on the surface of a silicon substrate (SUMCO Corp., 8 inches) and soft-baked at 180 ° C. for 60 seconds to form a 45 nm BARC film. The composition of the example is spin-coated onto the composition and soft-baked at 110 ° C. for 60 seconds to form a resist film having a film thickness of 235 nm on the same substrate. With this configuration, the light reflectance of the KrF line (248 nm) is set to 7%. The obtained substrate is exposed with KrF rays using an exposure apparatus (Canon, FPA-3000EX5). As the exposure mask, a mask having a line: space = 1: 1 and a space of 1.0 μm continuing multiple times and the space gradually decreasing as shown below is used.
1000 nm, 900 nm, 800 nm, 700 nm, 600 nm, 500 nm, 400 nm, 300 nm, 280 nm, 260 nm, 240 nm, 220 nm, 200 nm, 190 nm, 180 nm, 170 nm, 160 nm, 150 nm, 140 nm, 130 nm, 120 nm, 110 nm, 100 nm.
The substrate is post-exposure baked (PEB) at 100 ° C. for 60 seconds. Then, the resist film is paddle-developed with a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) for 60 seconds. With the paddle developer paddled on the substrate, pure water is started to flow on the substrate, the paddle developer is replaced with pure water while rotating, and spin-dried at 2000 rpm.

<定在波低減の評価1>
定在波の低減を評価する。上記レジストパターン形成例1で形成するレジストパターンのスペースが150nmに対応するパターンを観察する。基板から切片を作成し、SEM(SU8230、Hitachi High-Technologies)で観察を行う。上記で定義した腹節間距離を測長する(Offline CD Measurement Software Version 6.00, Hitachi High-Technologies)。腹節間距離を目的とするパターン幅で割り、定在波指数を算出する。以下の評価基準によって評価する。
A:定在波指数が0%以上5%以下
B:定在波指数が5%より大きく10%未満
C:定在波指数が10%以上
<Evaluation of standing wave reduction 1>
Evaluate the reduction of standing waves. Observe the pattern in which the space of the resist pattern formed in the resist pattern forming example 1 corresponds to 150 nm. Sections are prepared from the substrate and observed by SEM (SU8230, Hitachi High-Technologies). The distance between the abdominal segments defined above is measured (Offline CD Measurement Software Version 6.00, Hitachi High-Technologies). The standing wave index is calculated by dividing the distance between the abdomen by the target pattern width. Evaluate according to the following evaluation criteria.
A: Standing wave index is 0% or more and 5% or less B: Standing wave index is greater than 5% and less than 10% C: Standing wave index is 10% or more

<最小寸法の評価1>
上記レジストパターン形成例1で形成するレジストパターンの最小寸法を評価する。大きなパターンからパターン倒れがないかを確認し、段々と小さなパターンへと観察対象を移す。パターン倒れが確認できる直前のパターン(倒れていないパターン)を最小寸法とする。得られた結果は表3および4のとおりである。

Figure 2022025429000036
Figure 2022025429000037
比較組成物1で示されるように、BARCを有する場合であっても定在波が完全には防げない条件の試験を行っている。 <Evaluation of minimum dimensions 1>
The minimum dimension of the resist pattern formed in the resist pattern forming example 1 is evaluated. Check if the pattern collapses from the large pattern, and gradually move the observation target to the smaller pattern. The minimum dimension is the pattern immediately before the pattern collapse can be confirmed (the pattern that has not collapsed). The results obtained are shown in Tables 3 and 4.
Figure 2022025429000036
Figure 2022025429000037
As shown in Comparative Composition 1, tests are being conducted under conditions where standing waves cannot be completely prevented even with BARC.

<現像液溶解性(ADR)評価>
実施例組成物1、5、および7をそれぞれシリコン基板に塗布し110℃で60秒ソフトべークし膜厚が235nmになるように調製する。その後露光せずに100℃で60秒間ベークしレジスト膜を2.38%水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)水溶液を用いて、パドル現像し、目視にて膜が溶解するまでの時間を測定する。実施例組成物1、5、および7の評価結果は、それぞれ50秒、33秒、および51秒である。
<Developer solubility (ADR) evaluation>
Examples Compositions 1, 5, and 7 are each applied to a silicon substrate and soft-baked at 110 ° C. for 60 seconds to prepare a film thickness of 235 nm. After that, the resist film is baked at 100 ° C. for 60 seconds without exposure, and the resist film is paddle-developed with a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH), and the time until the film dissolves is visually measured. The evaluation results of Example Compositions 1, 5, and 7 are 50 seconds, 33 seconds, and 51 seconds, respectively.

<実施例組成物9の調整例9、比較例組成物4の比較調製例4>
以下の表5に記載のように成分を変更する以外は比較組成物1の調整と同様に、実施例組成物9、比較例組成物4を調製する。

Figure 2022025429000038
<Preparation Example 9 of Example Composition 9 and Comparative Preparation Example 4 of Comparative Example Composition 4>
Example Composition 9 and Comparative Example Composition 4 are prepared in the same manner as in the preparation of Comparative Composition 1 except that the components are changed as shown in Table 5 below.
Figure 2022025429000038

<レジストパターン形成例2>
シリコン基板(SUMCO Corp.,8インチ)の表面を最初に1、1、1、3、3、3-ヘキサメチルジシラザン溶液を用いて90℃で60秒間処理し、BARC膜を形成せず、かつ形成するレジスト膜の膜厚を800nmにし、この構成によってKrF線(248nm)の光反射率が53%となるようにしている以外は、上記のレジストパターン形成例1と同様にして、レジストパターンを形成する。
<Resist pattern formation example 2>
The surface of a silicon substrate (SUMCO Corp., 8 inches) was first treated with 1, 1, 1, 3, 3, 3-hexamethyl disilazane solution at 90 ° C. for 60 seconds without forming a BARC film. In addition, the resist pattern is formed in the same manner as in the above resist pattern forming example 1 except that the film thickness of the resist film to be formed is set to 800 nm and the light reflectance of the KrF line (248 nm) is 53% by this configuration. To form.

<定在波低減の評価2>
レジストパターン形成例2で形成したレジストパターンについて、300nmに対応するパターンを観察する以外は、上記の定在波低減の評価1と同様にして、定在波低減の評価を行う。
<Evaluation of standing wave reduction 2>
With respect to the resist pattern formed in the resist pattern forming example 2, the standing wave reduction is evaluated in the same manner as the above-mentioned standing wave reduction evaluation 1 except that the pattern corresponding to 300 nm is observed.

<最小寸法の評価2>
レジストパターン形成例2で形成するレジストパターンについて、最小寸法の評価1と同様にして、最小寸法の評価を行う。得られた結果は表6のとおりである。

Figure 2022025429000039
<Evaluation of minimum dimensions 2>
Regarding the resist pattern formed in the resist pattern forming example 2, the minimum dimension is evaluated in the same manner as in the evaluation 1 of the minimum dimension. The results obtained are shown in Table 6.
Figure 2022025429000039

<比較例組成物5の調製>
溶媒B2(54.53g)と溶媒B3(23.37g)を混合し、B2B3混合溶媒を調製する。これにC1-3を21.539g、D2を0.052g、D3を0.065g、D5を0.226g、D6を0.129g、F2を0.057gおよびG1を0.033gをそれぞれ添加する。常温で溶液を混合し、目視で固形成分が溶解することを確認する。比較例組成物5を得る。
<Preparation of Comparative Example Composition 5>
Solvent B2 (54.53 g) and solvent B3 (23.37 g) are mixed to prepare a B2B3 mixed solvent. To this, 21.539 g of C1-3, 0.052 g of D2, 0.065 g of D3, 0.226 g of D5, 0.129 g of D6, 0.057 g of F2 and 0.033 g of G1 are added, respectively. Mix the solution at room temperature and visually confirm that the solid component dissolves. Comparative Example Composition 5 is obtained.

<実施例組成物10の調製>
以下の表に記載のように成分を変更する以外は比較組成物5の調製と同様に、実施例組成物10を調製する。

Figure 2022025429000040
<Preparation of Example Composition 10>
The Example composition 10 is prepared in the same manner as in the preparation of the comparative composition 5 except that the components are changed as described in the table below.
Figure 2022025429000040

<レジストパターン形成例3>
シリコン基板(SUMCO Corp.,8インチ)の表面を最初に1、1、1、3、3、3-ヘキサメチルジシラザン溶液を用いて90℃で60秒間処理し、BARC膜を形成せず、かつ形成するレジスト膜の膜厚を800nmにし、この構成によってKrF線(248nm)の光反射率が53%となるようにし、110℃で60秒間露光後加熱を行う以外は、上記のレジストパターン形成例1と同様にして、レジストパターンを形成する。
<Resist pattern formation example 3>
The surface of a silicon substrate (SUMCO Corp., 8 inches) was first treated with 1, 1, 1, 3, 3, 3-hexamethyl disilazane solution at 90 ° C. for 60 seconds without forming a BARC film. The resist pattern is formed as described above, except that the thickness of the resist film to be formed is 800 nm, the light reflectance of the KrF line (248 nm) is 53% by this configuration, and heating is performed after exposure at 110 ° C. for 60 seconds. A resist pattern is formed in the same manner as in Example 1.

<定在波低減の評価3>
レジストパターン形成例3で形成したレジストパターンについて、400nmに対応するパターンを観察する以外は、上記の定在波低減の評価1と同様にして、定在波低減の評価を行う。得られた結果は表8のとおりである。
<Evaluation of standing wave reduction 3>
With respect to the resist pattern formed in the resist pattern forming example 3, the standing wave reduction is evaluated in the same manner as the above-mentioned standing wave reduction evaluation 1 except that the pattern corresponding to 400 nm is observed. The results obtained are shown in Table 8.

<最小寸法の評価3>
レジストパターン形成例3で形成するレジストパターンについて、最小寸法の評価1と同様にして、最小寸法の評価を行う。得られた結果は表8のとおりである。

Figure 2022025429000041
<Evaluation of minimum dimensions 3>
Regarding the resist pattern formed in the resist pattern forming example 3, the minimum dimension is evaluated in the same manner as in the evaluation 1 of the minimum dimension. The results obtained are shown in Table 8.
Figure 2022025429000041

1.基板
2.定在波の影響を受けたレジストパターン
3.腹
4.節
5.腹節間距離
11.基板
12.定在波の影響を受けていないレジストパターン
1. 1. Substrate 2. Resist pattern affected by standing wave 3. Belly 4. Section 5. Distance between abdominal segments 11. Substrate 12. Resist pattern not affected by standing waves

Claims (16)

リソグラフィ工程において定在波を低減させるために、カルボン酸エステル(A)を含んでなる組成物を使用する方法:
ここで、カルボン酸エステル(A)は式(a)で表され、
Figure 2022025429000042
はC1-10アルキル、または-OR’であり、
は-OR’であり、
’およびR’はそれぞれ独立にC1-20炭化水素であり、
およびRはそれぞれ独立にHまたはC1-10アルキルであり、
とRもしくはR、またはRとRもしくはRが結合し、飽和または不飽和の炭化水素環を形成してもよく、
n1は1または2である:
ただし、n1=1のとき、RまたはR’、およびR’のうちの少なくとも一方がC3-20炭化水素である。
A method of using a composition comprising a carboxylic acid ester (A) to reduce standing waves in a lithography process:
Here, the carboxylic acid ester (A) is represented by the formula (a).
Figure 2022025429000042
R 1 is C 1-10 alkyl, or -OR 1 ',
R 2 is -OR 2'and
R 1'and R 2'are independent C 1-20 hydrocarbons , respectively.
R 3 and R 4 are independently H or C 1-10 alkyl, respectively.
R 1 and R 3 or R 4 or R 2 and R 3 or R 4 may combine to form a saturated or unsaturated hydrocarbon ring.
n1 is 1 or 2:
However, when n1 = 1, at least one of R 1 or R 1'and R 2'is a C 3-20 hydrocarbon.
前記組成物が、基板の上方に適用され、膜を形成するために使用される請求項1に記載の方法:
好ましくは、基板の上方に下層反射防止膜を形成せずに、カルボン酸エステル(A)を含んでなる組成物を適用する。
The method of claim 1, wherein the composition is applied above the substrate and used to form a film:
Preferably, the composition comprising the carboxylic acid ester (A) is applied without forming the lower antireflection film on the substrate.
前記組成物が溶媒(B)を含んでなる請求項1または2に記載の方法:
好ましくは、前記組成物が膜化成分(C)を含んでなり、
好ましくは、溶媒(B)を基準としてカルボン酸エステル(A)の含有量が1.0~200質量%であり、または
好ましくは、膜化成分(C)を基準としてカルボン酸エステル(A)含有量が10~3,000質量%である。
The method according to claim 1 or 2, wherein the composition comprises a solvent (B):
Preferably, the composition comprises the membranous component (C).
Preferably, the content of the carboxylic acid ester (A) is 1.0 to 200% by mass based on the solvent (B), or preferably, the content of the carboxylic acid ester (A) is based on the filming component (C). The amount is 10 to 3,000% by mass.
カルボン酸エステル(A)および溶媒(B)を含んでなるリソグラフィ組成物:
ここで、カルボン酸エステル(A)は式(a)で表され、
Figure 2022025429000043
はC1-10アルキル、または-OR’であり、
は-OR’であり、
’およびR’はそれぞれ独立にC1-20炭化水素であり、
およびRはそれぞれ独立にHまたはC1-10アルキルであり、
とRもしくはR、またはRとRもしくはRが結合し、飽和または不飽和の炭化水素環を形成してもよく、
ただし、n1=1のとき、RまたはR’、およびR’のうちの少なくとも一方がC3-20炭化水素であり、
好ましくは、溶媒(B)は有機溶媒(B1)を含んでなり;
好ましくは、有機溶媒(B1)は炭化水素溶媒、エーテル溶媒、エステル溶媒、アルコール溶媒、ケトン溶媒、またはこれらのいずれの混合物を含んでなる。
A lithographic composition comprising a carboxylic acid ester (A) and a solvent (B):
Here, the carboxylic acid ester (A) is represented by the formula (a).
Figure 2022025429000043
R 1 is C 1-10 alkyl, or -OR 1 ',
R 2 is -OR 2'and
R 1'and R 2'are independent C 1-20 hydrocarbons , respectively.
R 3 and R 4 are independently H or C 1-10 alkyl, respectively.
R 1 and R 3 or R 4 or R 2 and R 3 or R 4 may combine to form a saturated or unsaturated hydrocarbon ring.
However, when n1 = 1, at least one of R 1 or R 1'and R 2'is a C 3-20 hydrocarbon.
Preferably, the solvent (B) comprises an organic solvent (B1);
Preferably, the organic solvent (B1) comprises a hydrocarbon solvent, an ether solvent, an ester solvent, an alcohol solvent, a ketone solvent, or a mixture thereof.
カルボン酸エステル(A)が式(a1)で表される請求項4に記載のリソグラフィ組成物。
Figure 2022025429000044
ここで、
11はC1-5アルキルであり、
12はC3-20炭化水素であり、
13およびR14はそれぞれ独立にHまたはC1-5アルキルである。
The lithography composition according to claim 4, wherein the carboxylic acid ester (A) is represented by the formula (a1).
Figure 2022025429000044
here,
R 11 is C 1-5 alkyl and is
R 12 is a C 3-20 hydrocarbon and is
R 13 and R 14 are independently H or C 1-5 alkyl, respectively.
膜化成分(C)をさらに含んでなる請求項4または5に記載のリソグラフィ組成物:
好ましくは、リソグラフィ組成物は酸発生剤(D)を含んでなり;
好ましくは、リソグラフィ組成物は架橋剤(E)を含んでなり;
好ましくは、リソグラフィ組成物は塩基性化合物(F)を含んでなり;
好ましくは、リソグラフィ組成物は界面活性剤(G)を含んでなり;または
好ましくは、膜化成分(C)はポリマー(C1)を含んでなり;
好ましくは、ポリマー(C1)の質量平均分子量は500~100,000である。
The lithography composition according to claim 4 or 5, further comprising a film forming component (C):
Preferably, the lithographic composition comprises an acid generator (D);
Preferably, the lithographic composition comprises a cross-linking agent (E);
Preferably, the lithography composition comprises the basic compound (F);
Preferably, the lithography composition comprises a surfactant (G); or preferably, the film forming component (C) comprises a polymer (C1);
Preferably, the polymer (C1) has a mass average molecular weight of 500 to 100,000.
さらに添加物(H)を含んでなる請求項4~6の少なくともいずれか一項に記載のリソグラフィ組成物:
好ましくは、添加物(H)は、可塑剤、染料、コントラスト増強剤、酸、ラジカル発生剤、基板密着増強剤、消泡剤、またはこれらいずれかの混合を含んでなる。
The lithography composition according to at least one of claims 4 to 6, further comprising an additive (H):
Preferably, the additive (H) comprises a plasticizer, a dye, a contrast enhancer, an acid, a radical generator, a substrate adhesion enhancer, an antifoaming agent, or a mixture thereof.
溶媒(B)を基準としてカルボン酸エステル(A)の含有量が1.0~200質量%である請求項4~7の少なくともいずれか一項に記載のリソグラフィ組成物。
好ましくは、膜化成分(C)を基準としてカルボン酸エステル(A)の含有量が10~3,000質量%であり;
好ましくは、リソグラフィ組成物を基準として溶媒(B)の含有量が10~98質量%であり;
好ましくは、リソグラフィ組成物を基準として膜化成分(C)の含有量が2~40質量%であり;
好ましくは、膜化成分(C)を基準として酸発生剤(D)の含有量が0.5~20質量%であり;
好ましくは、膜化成分(C)を基準として架橋剤(E)の含有量が3~30質量%であり;
好ましくは、膜化成分(C)を基準として塩基性化合物(F)の含有量が0.01~1.0質量%であり;または
好ましくは、膜化成分(C)を基準として界面活性剤(G)の含有量が0.05~0.5質量%である。
The lithography composition according to any one of claims 4 to 7, wherein the content of the carboxylic acid ester (A) is 1.0 to 200% by mass based on the solvent (B).
Preferably, the content of the carboxylic acid ester (A) is 10 to 3,000% by mass based on the film-forming component (C);
Preferably, the content of the solvent (B) is 10 to 98% by mass based on the lithography composition;
Preferably, the content of the film-forming component (C) is 2 to 40% by mass based on the lithography composition;
Preferably, the content of the acid generator (D) is 0.5 to 20% by mass based on the film-forming component (C);
Preferably, the content of the cross-linking agent (E) is 3 to 30% by mass based on the film-forming component (C);
Preferably, the content of the basic compound (F) is 0.01 to 1.0% by mass based on the membrane-forming component (C); or preferably, the surfactant is based on the membrane-forming component (C). The content of (G) is 0.05 to 0.5% by mass.
カルボン酸エステル(A)、溶媒(B)の、沸点をそれぞれbp、bpとし、25℃1気圧における飽和蒸気圧をそれぞれvpc、vpcとすると、
bp>bp、かつvpc<vpcを満たす請求項4~8の少なくともいずれか一項に記載のリソグラフィ組成物。
Assuming that the boiling points of the carboxylic acid ester (A) and the solvent (B) are bp A and bp B , respectively, and the saturated vapor pressures at 25 ° C. and 1 atm are vpc A and vpc B , respectively.
The lithography composition according to at least one of claims 4 to 8, wherein bp A > bp B and vpc A <vpc B are satisfied.
リソグラフィ膜形成組成物である、請求項4~9の少なくともいずれか一項に記載のリソグラフィ組成物:
好ましくは、前記リソグラフィ組成物はレジスト組成物であり;
好ましくは、前記リソグラフィ組成物はネガ型レジスト組成物であり;または
好ましくは、前記リソグラフィ組成物は化学増幅型レジスト組成物である。
The lithography composition according to at least one of claims 4 to 9, which is a lithography film forming composition:
Preferably, the lithography composition is a resist composition;
Preferably, the lithography composition is a negative resist composition; or preferably, the lithography composition is a chemically amplified resist composition.
下記工程を含んでなる膜の製造方法:
(1)基板の上方に請求項4~10の少なくともいずれか一項に記載のリソグラフィ組成物を適用し;
(2)減圧および又は加熱によりリソグラフィ組成物から膜を形成する:
好ましくは、リソグラフィ組成を適用する前に、基板の上方に反射防止膜を形成しない。
Method for manufacturing a membrane including the following steps:
(1) The lithography composition according to at least one of claims 4 to 10 is applied above the substrate;
(2) A film is formed from the lithography composition by depressurization and / or heating:
Preferably, no antireflection film is formed above the substrate before applying the lithography composition.
下記工程を含んでなるレジストパターンの製造方法:
請求項11に記載の方法でリソグラフィ組成物から膜を形成し、
(3)放射線で膜を露光し;
(4)膜を現像し、レジストパターンを形成する:
ここで、前記リソグラフィ組成物はレジスト組成物である:
好ましくは、露光に13.5~365nmの波長の光を用いる。
Method for manufacturing a resist pattern including the following steps:
A film is formed from the lithography composition by the method according to claim 11.
(3) Exposing the membrane with radiation;
(4) Develop the film to form a resist pattern:
Here, the lithography composition is a resist composition:
Preferably, light having a wavelength of 13.5 to 365 nm is used for exposure.
下記工程を含んでなる金属パターンの製造方法:
請求項12に記載の方法でレジストパターンを形成し、
(5a)レジストパターン上に金属層を形成し;
(6a)残ったレジストパターンとそれらの上の金属層を取り除く。
Method for manufacturing a metal pattern including the following steps:
A resist pattern is formed by the method according to claim 12.
(5a) A metal layer is formed on the resist pattern;
(6a) Remove the remaining resist patterns and the metal layer above them.
下記工程を含んでなるパターン基板の製造方法:
請求項12に記載の方法でレジストパターンを形成し、
(5b)レジストパターンをマスクとしてエッチングし;
(6b)基板を加工する。
Method for manufacturing a pattern substrate including the following steps:
A resist pattern is formed by the method according to claim 12.
(5b) Etching with the resist pattern as a mask;
(6b) The substrate is processed.
下記工程を含んでなるパターン基板の製造方法:
請求項12に記載の方法でレジストパターンを形成し、
(5c)レジストパターンをエッチングし;
(5d)基板をエッチングする:
ここで、(5c)と(5d)の工程の組合せが少なくとも2回以上繰り返され;かつ
基板は複数のSi含有層が積層されたものからなり、少なくとも1つのSi含有層は導電性であり、少なくとも1つのSi含有層は電気的に絶縁性である:
好ましくは導電性のSi含有層と、電気的に絶縁性のSi含有層が交互に積層され;または
好ましくはリソグラフィ組成物から形成されるレジスト膜は、0.5~200μmの膜厚である。
Method for manufacturing a pattern substrate including the following steps:
A resist pattern is formed by the method according to claim 12.
(5c) Etching the resist pattern;
(5d) Etching the substrate:
Here, the combination of the steps (5c) and (5d) is repeated at least twice; and the substrate is composed of a plurality of Si-containing layers laminated, and at least one Si-containing layer is conductive. At least one Si-containing layer is electrically insulating:
Preferably, the conductive Si-containing layers and the electrically insulating Si-containing layers are alternately laminated; or preferably, the resist film formed from the lithography composition has a film thickness of 0.5 to 200 μm.
請求項11~15の少なくとも一項に記載の方法を含んでなるデバイスの製造方法:
好ましくは、加工された基板に配線を形成する工程をさらに含んでなり;または
好ましくは、デバイスは半導体素子である。
A method for manufacturing a device comprising the method according to at least one of claims 11 to 15.
Preferably, it further comprises the step of forming wiring on the machined substrate; or preferably, the device is a semiconductor device.
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